(57)【要約】【課題】発光装置は、第１光源２０１、光案内システムと波長変換装置２０６を備え、第１光源２０１は第１励起光を発し、第１励起光が入射光通路に沿って光案内システムに入射し、光案内システムは第１励起光を波長変換装置２０６へ案内し、波長変換装置２０６は反射セグメント２０６１を備え、反射セグメント２０６１が第１励起光を反射して第２励起光を形成し、光案内システムは更に第２励起光を集光し、且つ第２励起光を案内して出射光通路に沿って出射させ、ただし、第１励起光と第２励起光との光路が重複しない。上記発光装置は、第１励起光と第２励起光とのエテンデューが異なることを利用して第１励起光入射光路と第２励起光の出射光路を分離させることを回避可能であり、第２励起光が第１励起光の入射光路に沿うことによる一部の光の損失を回避することができ、光の利用率を効果的に向上させる。また、投影システムが更に提供される。【選択図】図２Ｃ
2019526154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源と、光案内システムと、波長変換装置とを備え、
前記第１光源は、第１励起光を発し、前記第１励起光が入射光通路に沿って前記光案内システムに入射し、
前記光案内システムは、前記第１励起光を前記波長変換装置へ案内し、
前記波長変換装置は、反射セグメントを備え、前記反射セグメントが前記第１励起光を反射して第２励起光を形成し、
前記光案内システムは、更に、前記第２励起光を集光し、且つ前記第２励起光を案内して出射光通路に沿って出射させ、
前記第１励起光と前記第２励起光との光路は、重複しないことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記波長変換装置は、波長変換セグメントを更に備え、前記波長変換装置が周期的に運動することにより、前記反射セグメント及び波長変換セグメントは、時分割的に前記第１励起光の光路に位置し、
前記波長変換セグメントは、前記第１励起光によって励起されて被励起光を発生し、
前記光案内システムは、更に、前記被励起光を集光し、且つ前記被励起光を案内して前記出射光通路に沿って出射させることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記波長変換装置から出射する第２励起光の主光軸と前記波長変換装置から出射する被励起光の主光軸とは、重なり合わなく、
前記光案内システムは、更に、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行で且つ閾値より小さい距離を有するように用いられることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記光案内システムは、リレーレンズユニット及び励起光案内ユニットを備え、
前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を備え、
前記リレーレンズユニットは、前記第２励起光及び前記被励起光が所定エテンデューに応じて前記出射光通路に進入するように、前記第２励起光および前記被励起光を集光し、
前記励起光案内部材は、前記出射光通路に進入する前に前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行で且つ閾値より小さい距離を有するように、前記第１励起光又は第２励起光を反射して前記第１励起光又は第２励起光の光路を変更し、
前記励起光案内部材は、前記被励起光の光路を変更しないことを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記光案内システムは、被励起光案内ユニットを更に備え、
前記被励起光案内ユニットは、少なくとも１つの被励起光案内部材を備え、
前記励起光案内部材は、前記第１励起光又は第２励起光を反射して前記第１励起光又は第２励起光の光路を変更し、
前記被励起光案内ユニットは、前記出射光通路に進入する前に前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行で且つ閾値より小さい距離を有するように、前記被励起光を反射して前記被励起光の光路を変更し、
前記被励起光案内部材は、前記第１励起光と第２励起光との光路を変更しないことを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記励起光案内ユニットは、励起光案内部材を少なくとも１つ備え、前記励起光案内部材は、第２励起光の光路に位置するとともに、受光した第２励起光の主光軸に位置し、前記被励起光の一部の光路内の主光軸との所在する直線の集光位置にも位置し、且つ、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の当該一部の光路内の主光軸とが平行で且つ閾値より小さい距離を有するように、受光した第２励起光を反射するという条件を満たすことを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項７】
前記励起光案内ユニットは、さらに、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが集光位置を有するように、受光した第２励起光を反射するという条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記励起光案内ユニットは、励起光案内部材を少なくとも１つ備え、前記励起光案内部材は、第２励起光の光路に位置するとともに、受光した第２励起光の主光軸と１つの被励起光案内部材で反射された被励起光の主光軸とが所在する直線の集光位置に位置し、且つ、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行で且つ閾値より小さい距離を有するように、受光した第２励起光を反射するという第１条件を満たすことを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
【請求項９】
前記励起光案内ユニットは、前記第１条件を満たす励起光案内部材の他に、更に、前記第２励起光の主光軸と１つの被励起光案内部材で反射された被励起光の主光軸とが集光位置を有するように、受光した第２励起光を反射するという条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ備えることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第１条件における前記励起光案内部材及び被励起光案内部材の他に、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を更に備え、前記被励起光案内ユニットは、少なくとも１つの被励起光案内部材を更に備え、当該励起光案内部材が、当該被励起光案内部材に重ねて設けられることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１１】
重ねて設けられる励起光案内部材及び被励起光案内部材は、１枚の領域分光シート全体に代替され、当該領域分光シートは、少なくとも第１領域を含み、第２領域を選択的に含み、
前記第１領域は、第１励起光と第２励起光と被励起光とを反射する特性を有し、前記第２領域は、被励起光を反射する特性を有することを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記励起光案内部材の反射面の面積は、前記励起光案内部材の反射面が指定位置で第１励起光全体又は第２励起光全体を受光して反射可能であるとともに、前記励起光案内部材の反射面が前記第１励起光と第２励起光との他の光路セグメントでの伝送に影響しないように、十分な大きさを有することを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記第１領域の反射面の面積は、前記第１領域の反射面が指定位置で第１励起光全体又は第２励起光全体を受光して反射可能であるとともに、前記第１領域の反射面が前記第１励起光と第２励起光との他の光路セグメントでの伝送に影響しないように、十分な大きさを有することを満たすことを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記励起光案内ユニットは、更に、以下の条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ備え、
当該条件では、第２励起光の主光軸の方向を変更して、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸との最短距離が変更前に対して小さくなることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記第１条件における前記励起光案内部材及び被励起光案内部材の他に、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を更に備え、前記被励起光案内ユニットは、少なくとも１つの被励起光案内部材を更に備え、当該励起光案内部材及び当該被励起光案内部材は、以下の第２条件又は第３条件を満たし、
第２条件では、当該励起光案内部材が１つの被励起光案内部材で反射された被励起光の光路に位置し、且つ当該励起光案内部材で受光した第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材で受光した被励起光の主光軸との距離が、当該励起光案内部材で反射された第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材で反射された被励起光の主光軸との距離よりも大きく、
第３条件では、当該励起光案内部材が１つの被励起光案内部材で反射された被励起光の光路の逆方向延長経路に位置し、且つ、当該励起光案内部材で受光した第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材で受光した被励起光の主光軸との距離が、当該励起光案内部材で反射された第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材で反射された被励起光の主光軸との距離よりも大きいことを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影技術分野に関し、特に発光装置及び投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の投影技術分野では、半導体青色光レーザで蛍光粉を励起して赤色光及び緑色光を生成し、半導体青色光レーザ自身で発された青色光を利用して赤色光及び緑色光とともに三原色光を形成して画像を変調する方法は、よく用いられる。
【０００３】
図１に示すように、光源は、第１光源１０１、光均一化デバイス１０２、領域分光シート１０３、集光レンズ１０４、蛍光粉カラーホイール１０５、第１リレーレンズ１０６及び第２リレーレンズ１０８、反射鏡１０７及び角棒１０９を備える。
【０００４】
図２に示すように、領域分光シート１０３は、青色透過・黄色反射領域１０３１及び青色反射・黄色反射領域１０３２を含み、青色透過・黄色反射領域１０３１は、領域分光シートの中心領域に位置する。
【０００５】
第１光源１０１は、青色光レーザであり、発した青色光（励起光）が光均一化デバイス１０２を通って均一化され、その後、領域分光シート１０３の青色透過・黄色反射領域１０３１を通って、第１光源青色光が集光レンズ１０４の中心軸に沿って入射する。集光レンズ１０４は、励起光を集光する。青色光は、集光レンズ１０４によって集光された後で蛍光粉カラーホイール１０５に入射する。蛍光粉カラーホイール１０５は、赤色蛍光粉が塗布された第１セグメント、緑色蛍光粉が塗布された第２セグメント、および、散乱機能を有する第３セグメントを備える。蛍光粉カラーホイール１０５が周期的に回動することにより、第１セグメント、第２セグメント及び第３セグメントは、時分割的に青色光の光路に位置する。青色光は、赤色蛍光粉を励起して赤色蛍光（被励起光）を生成し、青色光は、緑色蛍光粉を励起して緑色蛍光（被励起光）を生成し、赤色蛍光および緑色蛍光は、ランベルト光の形態で出射し、青色光も、第３セグメントによって散乱され、ランベルト光の形態で出射し、エテンデューが大きくなる。赤色蛍光及び緑色蛍光は、集光レンズ１０４を通って領域分光シート１０３によって反射される。ランベルト光形態で出射する青色光は、青色反射・黄色反射領域１０３２のみによって反射される。青色透過・黄色反射領域１０３１に入射した青色光は、透過によって損失してしまう。赤、緑、青色光は、リレーレンズ１０６、反射鏡１０７及びリレーレンズ１０８を通って角棒１０９に進入し、最終的に角棒１０９の出口端から出射する。
【０００６】
角棒１０９に入射した光ビームのうち、中心部分が青色光を欠けているため、角棒１０９から出射した後、その出口の光スポットの面分布に色むらの現象が存在し、中心部分が黄色味がかり、最終的に投影する画面の色むらを引き起こす。
【０００７】
上記技術では、領域分光シート１０３は、励起光と被励起光とのエテンデューの相違を利用して励起光を透過及び反射し、励起光のエテンデューが小さいが、青色透過・黄色反射領域１０３１の面積も適応的に小さめに設定可能である。しかし、一部の青色光の損失が回避できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これに鑑みて、本発明は、エテンデューの相違を利用して２本の同じ色の光を分離させる技術による光損失を回避し、さらに光損失による色分布のむらを回避することができる発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を果たすべく、本発明は、以下の解決手段を提供する。
発光装置は、第１光源と、光案内システムと、波長変換装置とを備え、
前記第１光源は、第１励起光を発し、前記第１励起光が入射光通路に沿って前記光案内システムに入射し、
前記光案内システムは、前記第１励起光を前記波長変換装置へ案内し、
前記波長変換装置は、反射セグメントを備え、前記反射セグメントが前記第１励起光を反射して第２励起光を形成し、
前記光案内システムは、更に、前記第２励起光を集光し、且つ前記第２励起光を案内して出射光通路に沿って出射させ、
前記第１励起光の光路と前記第２励起光の光路とは、重複しない。
【００１０】
上記発光装置では、反射セグメントは、第１励起光を反射して第２励起光を形成するが、第１励起光に対して散乱せず、第２励起光のエテンデューの拡大を回避する。更に、光学案内システムは、第２励起光を第１励起光の入射光路とは重複しない出射光路に沿って出射光通路へ案内して出射させ、第１励起光と第２励起光とのエテンデューの相違を利用して第１励起光の入射光路及び第２励起光の出射光路を分離させることを回避することにより、第２励起光が第１励起光の入射光路に沿うことによる一部の光の損失を回避する。したがって、光の利用率を効果的に向上させ、光損失による色分布のむらの問題も更に回避される。
【００１１】
１つの実施例では、前記波長変換装置は、波長変換セグメントを更に備え、前記波長変換装置が周期的に運動することにより、前記反射セグメント及び波長変換セグメントは、時分割的に前記第１励起光の光路に位置し、前記波長変換セグメントは、前記第１励起光によって励起されて被励起光を発生し、前記光案内システムは、更に、前記被励起光を集光し、且つ前記被励起光を案内して前記出射光通路に沿って出射させる。
【００１２】
１つの実施例では、前記波長変換装置から出射する第２励起光の主光軸と前記波長変換装置から出射する被励起光の主光軸とは、重なり合わなく、前記光案内システムは、更に、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行するとともに閾値より小さい距離を有するように用いられる。
【００１３】
本実施例によれば、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行するとともに閾値より小さい距離を有するため、第２励起光と被励起光に対する更なる処理に有利になる。例えば、光均一化素子を用いて更に第２励起光及び被励起光に対して光均一化を行なう際、光均一化素子から出射する第２励起光及び被励起光に同じ分布均一性を有させることに寄与する。
【００１４】
１つの実施例では、前記光案内システムは、リレーレンズユニット及び励起光案内ユニットを備え、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を備え、前記リレーレンズユニットは、前記第２励起光及び前記被励起光が所定エテンデューに応じて前記出射光通路に進入するように、前記第２励起光および前記被励起光を集光し、前記励起光案内部材は、前記出射光通路に進入する前に前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行するとともに閾値より小さい距離を有するように、前記第１励起光又は第２励起光を反射して前記第１励起光又は第２励起光の光路を変更し、前記励起光案内部材は、前記被励起光の光路を変更しない。
【００１５】
１つの実施例では、前記光案内システムは、被励起光案内ユニットを更に備え、前記被励起光案内ユニットは、少なくとも１つの被励起光案内部材を備え、前記励起光案内部材は、前記第１励起光又は第２励起光を反射して前記第１励起光又は第２励起光の光路を変更し、前記被励起光案内ユニットは、前記出射光通路に進入する前に前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行するとともに閾値より小さい距離を有するように、前記被励起光を反射して前記被励起光の光路を変更し、前記被励起光案内部材は、前記第１励起光と第２励起光との光路を変更しない。
【００１６】
１つの実施例では、前記励起光案内ユニットは、以下の条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ備え、当該励起光案内部材は、第２励起光の光路に位置するとともに、且つ受光した第２励起光の主光軸と前記被励起光の一部の光路内の主光軸との所在する直線の集光位置に位置し、且つ、当該励起光案内部材は、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の当該一部の光路内の主光軸とが平行するとともに閾値より小さい距離を有するように、受光した第２励起光を反射する。
【００１７】
１つの実施例では、前記励起光案内ユニットは、更に、以下の条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ備え、当該励起光案内部材は、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが集光位置を有するように、受光した第２励起光を反射する。
【００１８】
１つの実施例では、前記励起光案内ユニットは、以下の第１条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ備え、当該励起光案内部材は、第２励起光の光路に位置するとともに、受光した第２励起光の主光軸と１つの被励起光案内部材で反射された被励起光の主光軸との所在する直線の集光位置に位置し、且つ、当該励起光案内部材は、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行するとともに閾値より小さい距離を有するように、受光した第２励起光を反射する。
【００１９】
１つの実施例では、前記第１条件を満たす励起光案内部材の他に、前記励起光案内ユニットは、更に、以下の条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ備え、当該励起光案内部材は、前記第２励起光の主光軸と１つの被励起光案内部材で反射された被励起光の主光軸とが集光位置を有するように、受光した第２励起光を反射する。
【００２０】
１つの実施例では、前記第１条件における前記励起光案内部材及び被励起光案内部材の他に、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を更に備え、前記被励起光案内ユニットは、少なくとも１つの被励起光案内部材を更に備え、当該励起光案内部材は、当該被励起光案内部材に重ねて設けられる。
【００２１】
１つの実施例では、重ねて設けられる励起光案内部材及び被励起光案内部材は、１枚の領域分光シート全体に代替され、当該領域分光シートは、少なくとも第１領域を含み、選択的に第２領域を含み、前記第１領域は、第１励起光と第２励起光と被励起光とを反射する特性を有し、前記第２領域は、被励起光を反射する特性を有する。
【００２２】
１つの実施例では、前記励起光案内部材の反射面の面積は、前記励起光案内部材の反射面が指定位置で全体の第１励起光又は第２励起光を受光して反射可能であるとともに、前記励起光案内部材の反射面が前記第１励起光と第２励起光との他の光路セグメントでの伝送に影響しないようにするのに十分な大きさを有する。
【００２３】
１つの実施例では、前記第１領域の反射面の面積は、前記第１領域の反射面が指定位置で全体の第１励起光又は第２励起光を受光して反射可能であるとともに、前記第１領域の反射面が前記第１励起光と第２励起光との他の光路セグメントでの伝送に影響しないようにするのに十分な大きさを有することを満たす。
【００２４】
１つの実施例では、前記励起光案内ユニットは、更に、以下の条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ備え、当該励起光案内部材は、第２励起光の主光軸の方向を変更して、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸との最短距離を変更前よりも小さくする。
【００２５】
１つの実施例では、前記第１条件における前記励起光案内部材及び被励起光案内部材の他に、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を更に備え、前記被励起光案内ユニットは、少なくとも１つの被励起光案内部材を更に備え、当該励起光案内部材及び当該被励起光案内部材は、以下の第２条件又は第３条件を満たし、
第２条件では、当該励起光案内部材が１つの被励起光案内部材で反射された被励起光の光路に位置し、且つ当該励起光案内部材で受光した第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材で受光した被励起光の主光軸との距離が、当該励起光案内部材で反射された第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材で反射された被励起光の主光軸との距離より大きく、
第３条件では、当該励起光案内部材が１つの被励起光案内部材で反射された被励起光の光路の逆方向延長経路に位置し、且つ、当該励起光案内部材で受光した第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材で受光した被励起光の主光軸との距離が、当該励起光案内部材で反射された第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材で反射された被励起光の主光軸との距離より大きい。
【００２６】
１つの実施例では、前記波長変換セグメントは、反射型波長変換セグメントであり、前記被励起光と前記第２励起光は、前記波長変換装置の同一側から出射し、前記励起光案内部材が被励起光案内部材に一対一で対応し、対応する励起光案内部材と被励起光案内部材とは、互いに平行し、且つ反射面の向きも同じである。
【００２７】
１つの実施例では、前記光案内システムは、リレーレンズユニット、励起光案内ユニット及び光軸補正素子を備え、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を備え、
前記リレーレンズユニットは、前記第２励起光及び前記被励起光が所定エテンデューに応じて前記出射光通路に進入するように、前記第２励起光および前記被励起光を集光し、
前記励起光案内部材は、前記第１励起光又は第２励起光を反射し、前記光軸補正素子は、前記出射光通路に進入する前に前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行するとともに閾値より小さい距離を有するように、前記第２励起光を透過して前記第２励起光の光軸を補正し、
前記励起光案内部材は、前記被励起光の光路を変更せず、前記光軸補正素子は、前記被励起光の光路に位置しない。
【００２８】
１つの実施例では、前記光案内システムは、リレーレンズユニット、励起光案内ユニット、光軸補正素子及び被励起光案内ユニットを備え、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を備え、前記被励起光案内ユニットは、少なくとも１つの被励起光案内部材を備え、
前記リレーレンズユニットは、前記第２励起光及び前記被励起光が所定エテンデューに応じて前記出射光通路に進入するように、前記第２励起光および前記被励起光を集光し、
前記励起光案内部材は、前記第１励起光又は第２励起光を反射し、前記光軸補正素子は、前記第２励起光を透過して前記第２励起光の光軸を補正し、前記被励起光案内部材は、前記出射光通路に進入する前に前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行するとともに閾値より小さい距離を有するように、前記被励起光を反射し、
前記励起光案内部材は、前記被励起光の光路を変更せず、前記光軸補正素子は、前記被励起光の光路に位置せず、前記被励起光案内部材は、前記第１励起光と第２励起光との光路を変更しない。
【００２９】
１つの実施例では、前記第２励起光及び前記被励起光は、時分割的に前記光出射通路の前の位置に収束し、
前記光軸補正素子が周期的に運動することにより、前記波長変換装置が前記第２励起光を出射させるときに前記収束の位置まで運動し、且つ前記波長変換装置が前記被励起光を出射させるときに前記収束の位置から離れる。
【００３０】
１つの実施例では、前記波長変換セグメントは、透過型波長変換セグメントであり、前記被励起光と前記第２励起光が前記波長変換装置の異なる側から出射し、
前記光軸補正素子は、前記第２励起の光路に位置し、且つ前記被励起光の光路に位置しない。
【００３１】
１つの実施例では、前記光案内システムは、集光レンズを備え、前記第１励起光は、前記集光レンズの非中心軸方向に沿って前記集光レンズに入射し、前記集光レンズは、前記第１励起光の主光軸を偏向して、前記第１励起光を前記波長変換装置へ伝送し、
前記第２励起光は、前記波長変換装置から出射した後で前記集光レンズに伝送され、前記集光レンズは、前記第２励起光の主光軸を偏向する。
【００３２】
１つの実施例では、前記第１励起光が前記集光レンズに入射した方向は、前記集光レンズの中心軸方向に平行し、前記集光レンズの焦点が前記反射エリアの反射面に位置し、且つ前記集光レンズの中心軸が前記反射面に垂直することにより、前記第２レーザ光の主光軸が前記集光レンズを経由した光路と、与前記第１レーザ光の主光軸が前記集光レンズを経由した光路とは、前記集光レンズの中心軸に対して対称する。
【００３３】
１つの実施例では、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行するとともに閾値より小さい距離を有するように、前記反射セグメントは、前記第１励起光を反射して第２励起光を形成する。
【００３４】
１つの実施例では、前記光案内システムは、前記第２励起光の拡散角と前記被励起光の拡散角とが一致するように前記第２励起光を散乱するための散乱素子を更に備える。
【００３５】
１つの実施例では、前記第２励起光及び前記被励起光は、時分割的に前記光出射通路の前の位置に収束し、
前記散乱素子が周期的に運動することにより、前記波長変換装置は、前記第２励起光を出射させるときに前記収束の位置まで運動し、且つ前記波長変換装置は、前記被励起光を出射させるときに前記収束の位置から離れる。
【００３６】
１つの実施例では、前記光案内システムは、光フィルタホイールを更に備え、
前記光フィルタホイールは、散乱セグメント及び透過セグメントを備え、前記散乱セグメントは、前記第２励起光の拡散角と前記被励起光の拡散角とが一致するように、前記第２レーザ光を散乱し、前記透過セグメントは、前記被励起光を透過し、
前記第２励起光及び前記被励起光は、時分割的に前記光出射通路の前の位置に収束し、前記光フィルタホイールは、前記収束の位置に設けられ、
前記光フィルタホイールが周期的に回動することにより、前記波長変換装置が前記第２レーザ光を出射させるときに前記散乱セグメントが前記第２励起光の光路に位置し、且つ前記波長変換装置が前記被励起光を出射させるときに前記透過セグメントが前記被励起光の光路に位置する。
【００３７】
１つの実施例では、前記波長変換装置及び前記光フィルタホイールは、同軸に配置され、駆動装置の駆動により同一の回転軸の周りに回転する。
【００３８】
１つの実施例では、前記反射セグメントと前記波長変換セグメントとが第１円環を取り囲み、前記散乱セグメントと前記透過セグメントとが第２円環を取り囲み、前記第１円環の円心及び前記第２円環の円心が何れも前記回転軸に位置し、
前記反射セグメント及び前記散乱セグメントは、円心角の大きさが同じで且つ対向する２つの扇形エリアに設けられ、前記波長変換セグメント及び前記透過セグメントは、円心角の大きさが同じで且つ対向する２つの扇形エリアに設けられ、
前記第１励起光の前記波長変換装置に投写された光スポットと、前記第２励起光及び被励起光の前記光フィルタホイールに投写された光スポットとは、前記回転軸を通過する同一の平面によって貫通可能である。
【００３９】
１つの実施例では、前記第１励起光と第２励起光とのエテンデューが前記被励起光のエテンデューより小さい。
【００４０】
１つの実施例では、前記発光装置は、光均一化素子を更に備え、前記出射光通路は、前記光均一化素子の内部に形成され、前記光均一化素子は、前記第２励起光および被励起光に対して光均一化を行なう。
【００４１】
１つの実施例では、前記リレーレンズユニットは、前記第２励起光及び前記被励起光が所定の光スポットの大きさに応じて前記光均一化素子の入射面に結像されるように、前記第２励起光および前記被励起光を集光する。
【００４２】
１つの実施例では、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが平行するとともに閾値より小さい距離を有することは、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが重なり合うことである。
【００４３】
１つの実施例では、前記波長変換装置の波長変換セグメントが前記第１励起光の光路に位置するときに補償光を発するための第２光源を更に備え、
前記光案内システムは、更に、前記補償光を前記波長変換装置へ案内し、補償光は、前記波長変換装置の波長変換セグメントによって散乱され、散乱された後で前記被励起光とともに前記波長変換装置の同一側から出射し、
前記光案内システムは、更に、前記被励起光を案内して前記出射光通路に沿って出射させる。
【００４４】
１つの実施例では、前記補償光と前記被励起光とは、重なる波長範囲を有する。
【００４５】
１つの実施例では、前記補償光は、散乱された後で前記被励起光とともに同じ光路に沿って伝送される。
【００４６】
１つの実施例では、前記補償光が前記波長変換装置から出射した後の主光軸と、前記被励起光が前記波長変換装置から出射した後の主光軸とは、平行するとともに閾値より小さい距離を有する。
【００４７】
１つの実施例では、前記第１光源は、原色光を発し、前記第２光源は、励起光を発し、
前記波長変換装置は、周期的に運動し、前記第１光源及び前記第２光源は、前記波長変換装置の周期的な運動に合わせてオン及びオフを行うことによって、前記第１光源が原色光を発するときに前記波長変換装置の反射セグメントが前記原色光の光路に位置して原色光を反射し、前記第２光源が前記励起光を発するときに前記波長変換装置の波長変換セグメントが前記励起光の光路に位置して前記被励起光を生成させる。
前記原色光が前記波長変換装置に入射する前に、前記光案内システムの前記原色光に対する案内と、前記光案内システムの前記第１励起光に対する案内とが同じであり、前記原色光が前記波長変換装置から出射した後、前記光案内システムの前記原色光に対する案内と、前記光案内システムの前記第２励起光に対する案内とが同じである。
【００４８】
１つの実施例では、前記光案内システムは、励起光案内ユニットを備え、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を備え、
前記励起光案内部材は、前記第１励起光と前記第２励起光との光路が重複しないように、前記第１励起光又は第２励起光を反射して前記第１励起光又は第２励起光の光路を変更する。
【００４９】
１つの実施例では、前記光案内システムは、前記第２励起光が所定エテンデューに応じて前記出射光通路に進入するように前記第２励起光を集光するためのリレーレンズユニットを更に備える。
【００５０】
１つの実施例では、前記リレーレンズユニットは、更に、前記第２励起光が所定の光スポットの大きさに応じて前記波長変換装置に投写されるように、前記第１励起光を集光する。
【００５１】
１つの実施例では、前記光案内システムは、前記第２励起光を透過して前記第２励起光の主光軸方向を変更するための少なくとも１つの光軸補正素子を更に備え、
前記励起光案内部材と前記光軸補正素子との協働によって、前記第２励起光と前記第１励起光との光路は、重複しない。
【００５２】
本発明は、投影システムを更に提供し、投影システムは、上記何れか一項の実施例に記載の発光装置を備える。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
本発明の実施例や従来技術における技術をより明瞭で説明するために、実施例や従来技術の記述に必要な図面を以下に簡単に紹介する。明らかに、以下に記述される図面は、単に本発明の幾つかの実施例であり、当業者であれば、進歩性に値する労働をせずにこれらの図面から他の図面を取得可能である。
【図１Ａ】図１Ａは、従来技術における発光装置の構造模式図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、従来技術における発光装置の領域分光シートの構造模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、１つの実施例における波長変換装置２０６の構造模式図である。
【図２Ｇ】図２Ｇは、１つの実施例における光フィルタホイール２１１の構造模式図である。
【図３】図３は、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図４Ａ１】図４Ａ１は、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図４Ａ２】図４Ａ２は、１つの実施例における領域分光シート４０４ａの構造模式図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図５Ａ】図５Ａは、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、１つの実施例における領域分光シート５０４の構造模式図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、１つの実施例における反射セグメントの径方向断面の模式図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、１つの実施例における反射セグメントの径方向断面の模式図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、１つの実施例における反射セグメントの径方向断面の模式図である。
【図６】図６は、１つの実施例における発光装置の構造模式図である。
【図７】図７は、１つの実施例における光軸補正素子７０１の構造模式図である。
【図８】図８は、１つの実施例における波長変換装置２０６と光フィルタホイール２１１との同軸設置の構造模式図である。
【図９】図９は、第１励起光と第２励起光との主光軸が平行で方向が逆であること、および第１励起光と第２励起光とが少なくとも部分的に重なることを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下では、本発明の実施例における解決手段について、本発明の実施例における図面を組み合わせて、明瞭で完全に記述する。明らかに、記述される実施例は、単に本発明の一部の実施例であり、全部の実施例ではない。本発明における実施例に基づいて、当業者が進歩性に値する労働をせずになしたあらゆる他の実施例、本願の任意の２つ又は２つ以上の実施例の一部又は全部の構成要件によって構成される実行可能な解決手段は、何れも本発明の保護範囲に含まれる。
【００５５】
［第１部分実施例］
図２Ａに示すように、１つの実施例では、発光装置は、第１光源２０１、光均一化装置２０２、第２光源２０３、被励起光案内部材２０４ａ、集光レンズ２０５、波長変換装置２０６、第１リレーレンズ２０７、励起光案内部材２０９ａ、光フィルタホイール２１１及び光均一化素子２１２を備える。
【００５６】
第１光源２０１は、第１励起光を発し、第１励起光は、光均一化装置２０２で光均一化された後で被励起光案内部材２０４ａを透過して集光レンズ２０５に入射し、集光レンズ２０５によって集光された後で波長変換装置２０６に伝送される。１つの実施例では、第１光源２０１は、青色レーザ又は青色レーザアレイであってもよく、第１励起光が青色レーザ光である。別の実施例では、第１光源２０１は、青色光を発するＬＥＤであってもよく、第１励起光が青色ＬＥＤ光である。本発明では、これが限定されない。
【００５７】
波長変換装置２０６は、反射セグメント及び波長変換セグメントを備える。波長変換装置２０６が周期的に運動することにより、反射セグメント及び波長変換セグメントは、時分割的に第１励起光の光路に位置する。反射セグメントは、第１励起光を反射して第２励起光を形成する。波長変換セグメントは、第１励起光によって励起されて被励起光を発生する。第２励起光は、反射セグメントで反射された後、集光レンズ２０５によって集光されて励起光案内部材２０９ａに伝送され、励起光案内部材２０９ａは、第２励起光を第１リレーレンズ２０７へ反射する。被励起光は、発生された後、集光レンズ２０６で集光されて被励起光案内部材２０４ａへ伝送される。励起光案内部材２０９ａは、被励起光を透過する特性を有し、被励起光の伝送は、励起光案内部材２０９ａに影響されない。被励起光案内部材２０４ａは、被励起光を第１リレーレンズ２０７へ反射する。第１リレーレンズ２０７は、時分割的に第２励起光および被励起光を集光し、時分割的に第２励起光及び被励起光を光フィルタホイール２１１へ伝送する。ここで、第２励起光は、励起光案内部材２０９ａによって反射された後で、その主光軸と被励起光の主光軸とが重なり合う。
【００５８】
本発明では、光ビームの主光軸が光ビームの中心軸として理解することができ、主光軸の方向が光ビームの進む方向である。
【００５９】
本発明では、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とが重なり合うことは、絶対的な重なり合いではなく、ほぼ重なり合うとして理解されてもよい。当業者であれば分かるように、本発明に提供される解決手段をもとにして、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とを平行にし、且つ距離を閾値より小さくする解決手段も本発明の保護範囲に含まれる。
【００６０】
本実施例では、励起光案内部材２０９ａは、被励起光案内部材２０４ａで反射された被励起光の光路に位置する。励起光案内部材２０９ａで受光した第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材２０４ａで反射された被励起光の主光軸とは、励起光案内部材２０９ａの反射面に収束する。励起光案内部材２０９ａは、受光した第２励起光を被励起光案内部材２０４ａで反射された被励起光の主光軸方向に沿って反射することにより、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とを重なり合わせる。
【００６１】
本発明では、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とが励起光案内部材２０９ａの反射面に収束することは、第２励起光の主光軸が励起光案内部材２０９ａの反射面に入射した入射点と、被励起光の主光軸が励起光案内部材２０９ａの反射面に入射した入射点との間の距離が近く、例えば、両者間の距離が閾値より小さいとして理解され得る。
【００６２】
励起光案内部材２０９ａの反射面の面積は、以下の条件を満たす。つまり、当該面積は、励起光案内部材２０９ａの反射面が指定位置（即ち、励起光案内部材２０９ａで受光した第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材２０４ａで反射された被励起光の主光軸とが収束する位置）で全体の第２励起光を受光して反射可能である、且つ、励起光案内部材２０９ａの反射面が第１励起光の集光レンズ２０５への入射に影響しないほど、十分大きいものである。１つの実施例では、励起光案内部材２０９ａの反射面の面積の大きさは、受光した第２励起光がそれに投写される光スポットの大きさに適応可能であり、即ち、受光した第２励起光がそれに投影される光スポットにマッチングし、例えば、受光した第２励起光がそれに投影される光スポットの面積に等しくすることにより、全体の第２励起光を反射可能である。
【００６３】
光フィルタホイール２１１は、散乱セグメント及び透過セグメントを含み、散乱セグメントは、第２レーザ光を散乱することで、第２励起光の拡散角が被励起光の拡散角に一致し、透過セグメントは、被励起光を透過する。
光フィルタホイール２１１が周期的に回動することにより、波長変換装置２０６が第２レーザ光を出射させるときに散乱セグメントが第２励起光の光路に位置し、且つ波長変換装置２０６が被励起光を出射させるときに透過セグメントが被励起光の光路に位置する。
【００６４】
光フィルタホイール２１１から出射した後、第２励起光及び被励起光は、所定の光スポットの大きさに応じて光均一化素子２１２の入射面に結像される。光均一化素子２１２の内部に出射光通路が形成される。光均一化素子２１２は、第２励起光及び被励起光に対して光均一化を行う。
【００６５】
本実施例では、第２光源２０３は、波長変換装置２０６の波長変換セグメントが第１励起光の光路に位置するときに補償光を発する。被励起光案内部材２０４ａは、補償光に対する透過特性について領域性を有し、補償光が透過可能な補償光透過領域を有するが、当該領域以外の他の領域が補償光を反射する特性を有する。当該補償光透過領域及び当該他の領域の面積は、所定割合に応じて設定されてもよい。１つの実施例では、当該補償光透過領域の面積が当該他の領域の面積より小さいと設定可能である。補償光は、当該補償光透過領域を介して透過した後で集光レンズ２０５に入射し、集光レンズ２０５によって集光された後で波長変換装置２０６へ伝送される。波長変換セグメントには、第１励起光を受光して被励起光を発生するための波長変換材料が設けられ、波長変換材料は、補償光に対する散乱作用を有する。補償光は、散乱された後で被励起光とともに同じ光路に沿って伝送され、光均一化素子２１２に進入する。補償光伝送過程に、各光学素子の補償光に対する光学処理は、被励起光に対する光学処理と同じである。例えば、光フィルタホイール２１１の透過セグメントも、補償光に対して透過機能を有する。１つの実施例では、補償光が波長変換装置２０６から出射した後の主光軸と、被励起光が波長変換装置２０６から出射した後の主光軸とは、重なり合う。
【００６６】
１つの実施例では、補償光は、被励起光と重ねる波長範囲を有してもよい。例えば、補償光の波長範囲区間は、（ａ,ｂ）であり、被励起光の波長範囲区間は、（ｃ,ｄ）であり、ｃ＜ｂ＜ｄである。１つの実施例では、補償光の色は、被励起光と同じであるか近接してもよい。補償光は、被励起光の色相及び輝度等の少なくとも一種を補償可能である。
【００６７】
他の実施例では、被励起光の補償が必要でなければ、補償光を発するための第２光源２０３も省略可能であり、本発明ではそれが制限されない。補償光を発するための第２光源２０３が省略されれば、被励起光案内部材２０４ａは、上記補償光透過領域を含まなくてもよい。
【００６８】
１つの実施例では、第１励起光及び第２励起光のエテンデューが被励起光のエテンデューより小さい。
【００６９】
［第２部分実施例］
図２Ｂに示すように、１つの実施例では、発光装置は、第１光源２０１、光均一化装置２０２、第２光源２０３、被励起光案内部材２０４ｂ、集光レンズ２０５、波長変換装置２０６、第１リレーレンズ２０７、励起光案内部材２０９ｂ、光フィルタホイール２１１及び光均一化素子２１２を備える。
【００７０】
図２Ａに示す実施例とは異なり、第２励起光は、集光レンズ２０５で集光された後、被励起光案内部材２０４ｂを透過して励起光案内部材２０９ｂに入射し、励起光案内部材２０９ｂによって反射された後で第１リレーレンズ２０７に伝送される。
【００７１】
励起光案内部材２０９ｂは、被励起光案内部材２０４ｂで反射された被励起光の光路の逆方向延長経路に位置する。励起光案内部材２０９ｂで受光した第２励起光の主光軸と、被励起光案内部材２０４ｂで反射された被励起光の主光軸の逆方向延長線とは、励起光案内部材２０９ｂの反射面に収束する。励起光案内部材２０９ｂは、受光した第２励起光を被励起光案内部材２０４ｂで反射された被励起光の主光軸方向に沿って反射することによって、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とを重なり合わせる。
【００７２】
本発明では、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸逆方向延長線とが励起光案内部材２０９ｂの反射面に収束することは、第２励起光の主光軸が励起光案内部材２０９ｂの反射面に入射した入射点と、被励起光の主光軸逆方向延長線と励起光案内部材２０９ｂの反射面との交点との間の距離が近く、例えば、両者間の距離が閾値より小さいとして理解され得る。
【００７３】
本実施例で記述されていない各光学素子の機能及び特性並びに光ビームの伝送及び光学処理は、第１部分実施例を参照すればよいため、ここで繰り返し説明しない。
【００７４】
［第３部分実施例］
図２Ｃに示すように、１つの実施例では、発光装置は、第１光源２０１、光均一化装置２０２、第２光源２０３、補償光案内部材２０４ｃ、集光レンズ２０５、波長変換装置２０６、第１リレーレンズ２０７、励起光案内部材２０９ｃ１、励起光案内部材２０９ｃ２、励起光案内部材２０９ｃ３、光フィルタホイール２１１及び光均一化素子２１２を備える。
【００７５】
図２Ａに示す実施例とは異なり、第１励起光は、光均一化装置２０２によって光均一化された後、励起光案内部材２０９ｃ１によって集光レンズ２０５へ反射される。
【００７６】
被励起光は、集光レンズ２０５から出射した後、更に第１リレーレンズ２０７によって集光される。励起光案内部材２０９ｃ１、励起光案内部材２０９ｃ２及び励起光案内部材２０９ｃ３は、被励起光の伝送に影響しない。本実施例では、励起光案内部材２０９ｃ１、励起光案内部材２０９ｃ２及び励起光案内部材２０９ｃ３は、何れも被励起光を透過する特性を有する。補償光案内部材２０４ｃは、補償光を反射する特性を有し、補償光と被励起光とが重なる波長範囲を有するとき、補償光案内部材２０４ｃは、一部の被励起光を反射することになる。よって、当該一部の被励起光は、損失してしまう。
【００７７】
第２励起光は、集光レンズ２０５から出射した後で励起光案内部材２０９ｃ２によって励起光案内部材２０９ｃ３へ反射される。励起光案内部材２０９ｃ３は、被励起光の光路に位置する。励起光案内部材２０９ｃ３で受光した第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とは、励起光案内部材２０９ｃ３の反射面に収束する。励起光案内部材２０９ｃ３は、受光した第２励起光を被励起光の主光軸方向に沿って反射することで、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とを重なり合わせる。補償光案内部材２０４ｃは、第２励起光の伝送に影響せず、第２励起光を透過する特性を有する。
【００７８】
励起光案内部材２０９ｃ１の反射面の面積は、以下の条件を満たす。つまり、当該面積は、励起光案内部材２０９ｃ１の反射面が指定位置で全体の第１励起光を受光して反射可能である、且つ、励起光案内部材２０９ｃ１の反射面が第２励起光の第１リレーレンズ２０７への入射に影響しないほど、十分大きいものである。１つの実施例では、励起光案内部材２０９ｃ１の反射面の面積の大きさは、受光した第１励起光のそれに投写される光スポットの大きさに適応可能であり、即ち、受光した第１励起光のそれに投影された光スポットにマッチングすることにより、全体の第１励起光を反射可能である。同様に、励起光案内部材２０９ｃ２は、励起光案内部材２０９ｃ３から出射する第２励起光の第２リレーレンズ２０７への伝送に影響しないし、第１励起光の励起光案内部材２０９ｃ１への伝送にも影響しない。同様に、励起光案内部材２０９ｃ３は、集光レンズ２０５から出射する第２励起光の励起光案内部材２０９ｃ２への伝送に影響しないし、第１励起光の励起光案内部材２０９ｃ１への伝送にも影響しない。第２光源２０３が発した補償光は、補償光案内部材２０４ｃによって反射された後、集光レンズ２０５で集光される。励起光案内部材２０９ｃ１、励起光案内部材２０９ｃ２及び励起光案内部材２０９ｃ３は、補償光の伝送に影響しない。本実施例では、励起光案内部材２０９ｃ１、励起光案内部材２０９ｃ２及び励起光案内部材２０９ｃ３は、何れも補償光を透過する特性を有する。
幾つかの実施例では、第２光源２０３が省略されれば、相応的に補償光案内部材２０４ｃも省略可能である。
【００７９】
１つの実施例では、補償光案内部材２０４ｃ及び励起光案内部材２０９ｃ１が全体領域分光シートに代替されてもよく、当該領域分光シートが第１領域及び第２領域を含む。当該第１領域は、補償光案内部材２０４ｃの機能を担い、補償光案内部材２０４ｃと同じ光学特性を有する。当該第２領域は、励起光案内部材２０９ｃ１の機能を担い、励起光案内部材２０９ｃ１と同じ光学特性を有する。好ましくは、当該領域分光シートは、第３領域を更に含み、当該第３領域は、第１領域と第２領域とを接続し、第３領域は、被励起光を透過可能である。
【００８０】
本実施例で記述されていない各光学素子の機能及び特性並びに光ビームの伝送及び光学処理は、第１部分実施例を参照すればよいため、ここで繰り返し説明しない。
【００８１】
［第４部分実施例］
図２Ｄに示すように、１つの実施例では、発光装置は、第１光源２０１、光均一化装置２０２、第２光源２０３、補償光案内部材２０４ｃ、集光レンズ２０５、波長変換装置２０６、第１リレーレンズ２０７、励起光案内部材２０９ｄ１、励起光案内部材２０９ｄ２、励起光案内部材２０９ｄ３、光フィルタホイール２１１及び光均一化素子２１２を備える。
【００８２】
図２Ｃに示す実施例とは異なり、第１励起光は、光均一化装置２０２で光均一化された後、励起光案内部材２０９ｄ１によって集光レンズ２０５へ反射される。
【００８３】
第２励起光は、集光レンズ２０５から出射した後で励起光案内部材２０９ｄ２によって励起光案内部材２０９ｄ３へ反射される。励起光案内部材２０９ｄ３は、被励起光の光路に位置する。励起光案内部材２０９ｄ３で受光した第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とが励起光案内部材２０９ｄ３の反射面に収束する。励起光案内部材２０９ｄ３は、受光した第２励起光を被励起光の主光軸方向に沿って反射することにより、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とを重なり合わせる。励起光案内部材２０９ｄ１、励起光案内部材２０９ｄ２及び励起光案内部材２０９ｄ３は、被励起光および補償光の伝送に影響しない。本実施例では、励起光案内部材２０９ｄ１、励起光案内部材２０９ｄ２及び励起光案内部材２０９ｄ３は、何れも被励起光及び補償光を透過する特性を有する。
【００８４】
１つの実施例では、図２Ｄに示す第２光源２０３の入射位置を下方へ移動し、更に、励起光案内部材２０９ｄ１、補償光案内部材２０４ｃ及び励起光案内部材２０９ｄ２を同一の平面に位置させることが可能である。１つの実施例では、同一の平面に位置する励起光案内部材２０９ｄ１、補償光案内部材２０４ｃ及び励起光案内部材２０９ｄ２は、１枚の領域分光シート全体に代替されてもよい。当該領域分光シートは、第１領域、第２領域及び第３領域を含み、当該第１領域は、励起光案内部材２０９ｄ１の機能を担い、励起光案内部材２０９ｄ１と同じ光学特性を有し、当該第２領域は、補償光案内部材２０４ｃの機能を担い、補償光案内部材２０４ｃと同じ光学特性を有し、当該第３領域は、励起光案内部材２０９ｄ２の機能を担い、励起光案内部材２０９ｄ２と同じ光学特性を有する。好ましくは、当該領域分光シートは、第４領域を含んでもよく、当該第４領域は、第１領域と第２領域と第３領域とを接続し、第４領域は、被励起光を透過可能である。
【００８５】
本実施例で記述されていない各光学素子の機能及び特性並びに光ビームの伝送及び光学処理は、第３部分実施例を参照すればよいため、ここで繰り返し説明しない。
【００８６】
［第５部分実施例］
図２Ａ〜２Ｄに示す実施例では、第１励起光は、集光レンズ２０５の非中心軸方向に沿って集光レンズ２０５に入射し、集光レンズ２０５は、第１励起光の主光軸を偏向し、第１励起光を波長変換装置２０６へ伝送する。第２励起光は、波長変換装置２０６から出射した後で集光レンズ２０５へ伝送され、集光レンズは、第２励起光の主光軸を偏向する。
【００８７】
第１励起光の集光レンズ２０５に入射した方向と、集光レンズ２０５の中心軸方向とが平行で、集光レンズ２０５の焦点は、波長変換装置２０６の反射エリアの反射面に位置する。集光レンズ２０５の中心軸は、当該反射面に垂直する。第２レーザ光の主光軸が集光レンズ２０５を経由した光路と、第１レーザ光の主光軸が集光レンズ２０５を経由した光路は、集光レンズ２０５の中心軸に対して対称する。しかし、本発明では、これが制限されない。
【００８８】
他の実施例では、図２Ｅに示すように、第１励起光の集光レンズ２０５に入射した方向と、集光レンズ２０５の中心軸方向とが平行でなくてもよく、集光レンズ２０５の焦点が波長変換装置２０６の反射エリアの反射面に位置しなくてもよい。
【００８９】
図２Ａ〜２Ｄに示す実施例では、第２光源２０３で発された補償光は、集光レンズ２０５の中心軸に沿って集光レンズ２０５に入射し、当該方向を維持して波長変換装置２０６に入射し、第１励起光とともに波長変換装置２０６に収束する。補償光は、波長変換装置２０６の波長変換セグメントで設けられる波長変換材料によって散乱された後、ランベルト光の形態で出射する。被励起光もランベルト光の形態で出射する。被励起光の主光軸と散乱後の補償光の主光軸とが重なり合う。
【００９０】
他の実施例では、第２光源２０３で発された補償光は、集光レンズ２０５の非中心軸方向に沿って集光レンズ２０５に入射してもよい。本発明では、それが制限されない。
【００９１】
図２Ｆは、１つの実施例における波長変換装置２０６の構造模式図を示す。波長変換装置２０６は、円盤構造であり、反射セグメント２０６１、赤色光波長変換セグメント２０６２及び緑色光波長変換セグメント２０６３を備える。反射セグメント２０６１、赤色光波長変換セグメント２０６２及び緑色光波長変換セグメント２０６３は、円環状に取り囲む。波長変換装置２０６が周期的に回動することにより、反射セグメント２０６１、赤色光波長変換セグメント２０６２及び緑色光波長変換セグメント２０６３は、時分割的に第１励起光の光路に位置する。反射セグメント２０６１は、第１励起光を反射して第２励起光を形成する。赤色光波長変換セグメント２０６２は、第１励起光によって励起されて赤色被励起光を発生する。緑色光波長変換セグメント２０６３は、第１励起光によって励起されて緑色被励起光を発生する。
【００９２】
図２Ｇは、１つの実施例における光フィルタホイール２１１の構造模式図を示す。光フィルタホイール２１１は、円盤構造であり、散乱セグメント２１１１、赤色光透過セグメント２１１２及び緑色光透過セグメント２１１３を備える。散乱セグメント２１１１、赤色光透過セグメント２１１２及び緑色光透過セグメント２１１３は、円環状に取り囲む。散乱セグメント２１１１は、第２レーザ光を散乱することにより、第２励起光の拡散角と赤色被励起光および緑色被励起光との拡散角を一致させる。赤色光透過セグメント２１１２は、赤色被励起光を透過する。緑色光透過セグメント２１１３は、赤色被励起光を透過する。光フィルタホイール２１１が周期的に回動することにより、波長変換装置２０６が第２レーザ光を出射させるときに散乱セグメント２１１１が第２励起光の光路に位置する。波長変換装置２０６が赤色被励起光を出射させるときに、赤色光透過セグメント２１１２が赤色被励起光の光路に位置する。波長変換装置２０６が緑色被励起光を出射させるときに、緑色光透過セグメント２１１３が赤色被励起光の光路に位置する。
【００９３】
他の実施例では、波長変換装置２０６は、円盤構造でなくてもよい。反射セグメント２０６１、赤色光波長変換セグメント２０６２及び緑色光波長変換セグメント２０６３は、円環状に取り囲まなくてもよく、ストリップ状などに波長変換装置２０６に配列されてもよい。光フィルタホイール２１１は、円盤構造でなくてもよく、散乱セグメント２１１１、赤色光透過セグメント２１１２及び緑色光透過セグメント２１１３は、円環状に取り囲まなくてもよく、ストリップ状などに光フィルタホイール２１１に配列されてもよい。また、本発明では、被励起光の色が制限されず、被励起光が他の色、例えば黄色、マゼンタおよび青色等であってもよい。
【００９４】
［第６部分実施例］
図３に示すように、１つの実施例では、発光装置は、第１光源２０１、光均一化装置２０２、第２光源２０３、被励起光案内部材２０４ａ、集光レンズ２０５、波長変換装置２０６、第１リレーレンズ３０７、励起光案内部材２０９ａ、反射素子３０８、第２リレーレンズ３１０、光フィルタホイール２１１及び光均一化素子２１２を備える。
【００９５】
図２Ａに示す実施例とは異なり、第１リレーレンズ３０７は、集光された第２レーザ光及び被励起光を反射素子３０８へ伝送し、反射素子３０８は、更に、第２励起光及び被励起光を第２リレーレンズ３１０へ反射し、第２リレーレンズ３１０は、第２励起光および被励起光を集光し、第２励起光及び被励起光を光フィルタホイール２１１へ伝送する。
【００９６】
本実施例で記述されていない各光学素子の機能及び特性並びに光ビームの伝送及び光学処理は、第１部分実施例を参照すればよいため、ここで繰り返し説明しない。
【００９７】
第６部分実施例が第１部分実施例に基づいてなした変更は、同様に第２から第５部分実施例に適用可能であり、ここで繰り返し説明しない。
【００９８】
［第７部分実施例］
図４Ａ１に示すように、１つの実施例では、発光装置は、第１光源２０１、光均一化装置２０２、第２光源２０３、領域分光シート４０４ａ、集光レンズ２０５、波長変換装置２０６、第１リレーレンズ３０７、励起光案内部材４０９ａ、被励起光案内部材４０８ａ、第２リレーレンズ３１０、光フィルタホイール２１１及び光均一化素子２１２を備える。
【００９９】
図４Ａ２に示すように、領域分光シート４０４ａは、第１領域４０４ａ１、補償光透過領域４０４ａ２、第３領域４０４ａ３及び第４領域４０４ａ４を含む。第１領域４０４ａ１は、第１励起光を透過して被励起光および補償光を反射する特性を有する。補償光透過領域４０４ａ２は、補償光を透過する特性を有する。補償光と被励起光とが重なる波長範囲を有する場合、補償光透過領域４０４ａ２は、更に、被励起光のうちの重なる波長範囲内の光を透過する。本発明では、補償光透過領域４０４ａ２の、被励起光において波長範囲が重ならない光に対する透過透特性が制限されない。好ましくは、補償光透過領域４０４ａ２は、被励起光において波長範囲が重ならない光を反射可能である。第３領域４０４ａ３は、第２励起光、被励起光及び補償光を反射する特性を有する。第４領域４０４ａ４は、被励起光及び補償光を反射する特性を有する。本発明では、第４領域４０４ａ４の、第１励起光及び第２励起光に対する透過特性が制限されない。第４領域４０４ａ４は、第１励起光に対して透過特性を有するときに、第１領域４０４ａ１とは１つの領域として統合可能であり、第４領域４０４ａ４は、第１励起光に対して反射特性を有するときに、第３領域４０４ａ３とは１つの領域として統合可能である。
【０１００】
第３領域４０４ａ３の反射面の面積は、以下の条件を満たす。つまり、当該面積は、第３領域４０４ａ３の反射面が全体の第２励起光を受光して反射可能である、且つ、第３領域４０４ａ３の反射面が第１励起光の集光レンズ２０５への入射に影響しないほど、十分大きいものである。１つの実施例では、第３領域４０４ａ３の反射面の面積の大きさは、受光した第２励起光のそれに投写される光スポットの大きさに適応可能であり、即ち、受光した第２励起光のそれに投影される光スポットにマッチングし、例えば、受光した第２励起光のそれに投影される光スポットの面積に等しくすることにより、全体の第２励起光を反射可能である。
【０１０１】
第１励起光は、光均一化装置２０２で光均一化された後、更に第１領域４０４ａ１を透過して、集光レンズ２０５に入射し、集光レンズ２０５によって集光された後で波長変換装置２０６へ伝送される。
【０１０２】
第２励起光は、集光レンズ２０５から出射した後、第３領域４０４ａ３によって第１リレーレンズ３０７へ反射され、第１リレーレンズ３０７で集光されて励起光案内部材４０９ａへ伝送され、更に励起光案内部材４０９ａによって第２リレーレンズ３１０へ反射され、第２リレーレンズ３１０で集光された後で光フィルタホイール２１１へ伝送される。ここで、被励起光案内部材４０８ａは、第２励起光の伝送に影響せず、第２励起光に対して透過特性を有する。
【０１０３】
被励起光は、集光レンズ２０５から出射した後、領域分光シート４０４ａによって第１リレーレンズ３０７へ反射される。領域分光シート４０４ａに入射した補償光透過領域４０４ａ２の被励起光は、少なくとも一部が透過されて損失してしまい、当該部分は、被励起光と補償光との重なる波長範囲内の光である。１つの実施例では、補償光透過領域４０４ａ２が、被励起光において補償光と波長範囲が重ならない光を反射する特性を更に有することにより、被励起光において補償光と波長範囲が重ならない光は、補償光透過領域４０４ａ２によって反射されて利用される。第１リレーレンズ３０７は、集光された被励起光を被励起光案内部材４０８ａへ伝送し、被励起光案内部材４０８ａは、更に被励起光を第２リレーレンズ３１０へ反射し、第２リレーレンズ３１０は、更に、被励起光を集光して光フィルタホイール２１１へ伝送する。
【０１０４】
励起光案内部材４０９ａは、被励起光案内部材４０８ａで反射された被励起光の光路の逆方向延長経路に位置する。励起光案内部材４０９ａで受光した第２励起光の主光軸と、被励起光案内部材４０８ａで反射された被励起光の主光軸の逆方向延長線とは、励起光案内部材４０９ａの反射面に収束する。励起光案内部材４０９ａは、受光した第２励起光を被励起光案内部材４０８ａで反射された被励起光の主光軸方向に沿って反射することで、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とを重なり合わせる。
【０１０５】
第２光源２０３で発された補償光は、領域分光シート４０４ａの補償光透過領域４０４ａ２を透過した後で集光レンズ２０５に入射し、集光レンズ２０５で集光された後で波長変換装置２０６へ伝送される。更に、補償光は、波長変換装置２０６の波長変換セグメントに設けられる波長変換材料によって散乱される。補償光は、散乱された後で被励起光とともに同じ光路に沿って伝送されて、光均一化素子２１２に進入する。補償光伝送過程に、各光学素子の補償光に対する光学処理は、被励起光に対する光学処理とは同じである。
【０１０６】
１つの実施例では、第２光源２０３が省略されれば、対応する領域分光シート４０４ａの補償光透過領域４０４ａ２も省略可能である。
【０１０７】
本実施例では、図４Ａ１に示す実施例と第１から第７部分実施例との区別のみが記述された。記述されていない各光学素子の光ビームに対する光学処理および光ビーム伝送過程等は、第１から第６部分実施例を参照すればよいため、ここで繰り返し説明しない。
【０１０８】
［第８部分実施例］
図４Ｂに示すように、１つの実施例では、発光装置は、第１光源２０１、光均一化装置２０２、第２光源２０３、領域分光シート４０４ｂ、集光レンズ２０５、波長変換装置２０６、第１リレーレンズ３０７、励起光案内部材４０９ｂ、被励起光案内部材４０８ｂ、第２リレーレンズ３１０、光フィルタホイール２１１及び光均一化素子２１２を備える。
【０１０９】
本実施例では、図４Ａ１に示す実施例における領域分光シート４０４ａ、励起光案内部材４０９ａ及び被励起光案内部材４０８ａの替わりに、領域分光シート４０４ｂ、励起光案内部材４０９ｂ及び被励起光案内部材４０８ｂがそれぞれ用いられる。
【０１１０】
領域分光シート４０４ｂは、領域分光シート４０４ａと同じく、第１領域４０４ａ１、補償光透過領域４０４ａ２、第３領域４０４ａ３及び第４領域４０４ａ４を含み、且つ各領域の第１励起光、第２励起光、被励起光および補償光に対する透過特性が領域分光シート４０４ａに対して一定を保つ。相違点としては、領域分光シート４０４ｂは、その第１領域４０４ａ１が第３領域４０４ａ３に対して集光レンズ２０５から離間し、領域分光シート４０４ａは、その第１領域４０４ａ１が第３領域４０４ａ３に対して集光レンズ２０５に近接する。
【０１１１】
第２励起光は、第１リレーレンズ３０７で集光されて励起光案内部材４０９ｂへ伝送される。励起光案内部材４０９ｂは、被励起光案内部材４０８ｂで反射された被励起光の光路に位置する。励起光案内部材４０９ｂで受光した第２励起光の主光軸と被励起光案内部材４０８ｂで反射された被励起光の主光軸とは、励起光案内部材４０９ｂの反射面に収束する。励起光案内部材４０９ｂは、受光した第２励起光を被励起光案内部材４０８ｂで反射された被励起光の主光軸方向に沿って反射することにより、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とを重なり合わせる。
【０１１２】
被励起光案内部材４０８ｂは、被励起光案内部材４０８ａと同様に、被励起光を反射する特性を有するが、本実施例では、被励起光案内部材４０８ｂの第２励起光に対する透過特性について限定せず、被励起光案内部材４０８ｂは、第２励起光を透過する特性を有してもよく、または、第２励起光を反射する特性を有してもよく、または、第２励起光に対して一部透過して一部反射する特性等を有してもよい。
【０１１３】
本実施例で記述されていない各光学素子の機能及び特性並びに光ビームの伝送及び光学処理は、第７部分実施例を参照すればよいため、ここで繰り返し説明しない。
【０１１４】
［第９部分実施例］
図４Ｃに示すように、１つの実施例では、発光装置は、第１光源２０１、光均一化装置２０２、第２光源２０３、補償光案内部材２０４ｃ、集光レンズ２０５、波長変換装置２０６、第１リレーレンズ３０７、被励起光案内部材４０８ａ、励起光案内部材２０９ｃ１、励起光案内部材４０９ａ、第２リレーレンズ３１０、光フィルタホイール２１１及び光均一化素子２１２を備える。
【０１１５】
本実施例で記述されていない各光学素子の機能及び特性並びに光ビームの伝送および光学処理は、第３部分実施例及び第７部分実施例を参照すればよいため、ここで繰り返し説明しない。
【０１１６】
［第１０部分実施例］
図４Ｄに示すように、１つの実施例では、発光装置は、第１光源２０１、光均一化装置２０２、第２光源２０３、補償光案内部材２０４ｃ、集光レンズ２０５、波長変換装置２０６、第１リレーレンズ３０７、被励起光案内部材４０８ｂ、励起光案内部材２０９ｄ１、励起光案内部材４０９ｂ、第２リレーレンズ３１０、光フィルタホイール２１１及び光均一化素子２１２を備える。
【０１１７】
本実施例で記述されていない各光学素子の機能及び特性並びに光ビームの伝送および光学処理は、第４部分実施例及び第８部分実施例を参照すればよいため、ここで繰り返し説明しない。
【０１１８】
［第１１部分実施例］
図４Ｅに示すように、１つの実施例では、発光装置は、第１光源２０１、光均一化装置２０２、第２光源２０３、被励起光案内部材２０４ｂ、集光レンズ２０５、波長変換装置２０６、第１リレーレンズ３０７、被励起光案内部材４０８ｂ、励起光案内部材４０９ｅ１、励起光案内部材４０９ｅ２、第２リレーレンズ３１０、光フィルタホイール２１１及び光均一化素子２１２を備える。
【０１１９】
第２励起光は、集光レンズ２０５によって集光された後、被励起光案内部材２０４ｂを透過し、更に励起光案内部材４０９ｅ１に入射して励起光案内部材４０９ｅ１によって反射された後、第１リレーレンズ３０７へ伝送される。
【０１２０】
励起光案内部材４０９ｅ１は、被励起光案内部材２０４ｂによって反射された被励起光の光路の逆方向延長経路に位置する。励起光案内部材４０９ｅ１で受光した第２励起光の主光軸４ｅ２と被励起光案内部材２０４ｂで受光した被励起光の主光軸４ｅ１との距離は、励起光案内部材４０９ｅ１で反射された第２励起光の主光軸４ｅ４と被励起光案内部材２０４ｂで反射された被励起光の主光軸４ｅ３との距離より大きい。これによって、伝送過程において、第２励起光と被励起光との主光軸の距離は、より近くなる。
【０１２１】
励起光案内部材４０９ｅ２の機能は、励起光案内部材４０９ｂと同じであり、励起光案内部材４０９ｅ２は、励起光案内部材４０９ｂに対する区別が、両者の被励起光案内部材４０８ｂで反射された被励起光の主光軸に対する角度が異なることのみにある。第２励起光は、励起光案内部材４０９ｅ２に入射した入射角と、励起光案内部材４０９ｂに入射した入射角とが異なるので、第２励起光を被励起光案内部材４０８ｂで反射された被励起光の主光軸方向に沿って反射するために、両者の被励起光案内部材４０８ｂで反射された被励起光の主光軸に対する角度も異なる。ただし、励起光案内部材４０９ｅ２の被励起光案内部材４０８ｂで反射された被励起光の主光軸に対する角度は、励起光案内部材４０９ｅ２の反射面に垂直な直線と、被励起光案内部材４０８ｂで反射された被励起光の主光軸との夾角である。
【０１２２】
本実施例で記述されていない各光学素子の機能及び特性並びに光ビームの伝送および光学処理は、第２部分実施例及び第８部分実施例を参照すればよいため、ここで繰り返し説明しない。
【０１２３】
［第１２部分実施例］
図５Ａに示すように、１つの実施例では、発光装置は、第１光源２０１、光均一化装置２０２、第２光源２０３、領域分光シート５０４、集光レンズ２０５、波長変換装置５０６、第１リレーレンズ３０７、反射素子３０８、第２リレーレンズ３１０、光フィルタホイール２１１及び光均一化素子２１２を備える。
【０１２４】
図３に示す実施例とは異なり、図５Ｂに示すように、領域分光シート５０４は、第１領域５０４１、第２領域５０４２及び第３領域５０４３を含む。第１領域５０４１は、第１励起光を透過して被励起光及び補償光を反射する特性を有する。第２領域５０４２は、補償光を透過して第２励起光を反射する特性を有する。補償光と被励起光とが重なる波長範囲を有する場合、第２領域５０４２は、更に被励起光のうちの重なる波長範囲内の光を透過する。本実施例では、第２領域５０４２の、被励起光において波長範囲が重ならない光に対する透過特性が限定されない。好ましくは、第２領域５０４２は、被励起光において波長範囲が重ならない光を反射可能である。第３領域５０４３は、被励起光及び補償光を反射する特性を有する。本実施例では、第３領域５０４３の、第１励起光及び第２励起光に対する透過特性が限定されない。第３領域５０４３は、第１励起光に対して透過特性を有するとき、第１領域５０４１とともに１つの領域として統合可能である。
【０１２５】
第１励起光は、領域分光シート５０４の第１領域５０４１を透過し、集光レンズ２０５で集光されて波長変換装置５０６へ伝送される。
【０１２６】
波長変換装置５０６は、波長変換装置２０６に対する区別が、第１励起光が波長変換装置５０６の反射セグメントによって反射されて形成した第２励起光の主光軸と、波長変換装置５０６から出射した被励起光の主光軸とが重なり合うことにある。
【０１２７】
波長変換装置５０６が円盤構造であり、且つその反射セグメント及び波長変換セグメントが円環状に取り囲むという例において、反射セグメント及び波長変換セグメントは、波長変換装置５０６の中心軸周りに回転する。図５Ｃから５Ｅは、反射セグメントの径方向断面の模式図を示す。当該径方向断面は、波長変換装置５０６の中心軸を通過する平面で反射セグメントを切断して得られる断面と理解され得る。それに応じて、波長変換装置５０６の反射セグメントの立体輪郭は、図５Ｃ、５Ｄ及び５Ｅに示す形状５ｃ、５ｄ及び５ｅが波長変換装置５０６の中心軸５０６１周りに所定角度回転することによって取得可能である。
【０１２８】
図５Ｃ、５Ｄ及び５Ｅに示すように、第１励起光５１は、反射面５２ｃ、５２ｄ及び５２ｅによって反射された後で第２励起光５３を形成する。第２励起光５３の主光軸と波長変換装置５０６の波長変換セグメントから出射する被励起光の主光軸とが重なり合う。ただし、反射面５２ｃ、５２ｄ及び５２ｅは、それぞれ凸面、凹面及び平面である。しかし、本発明は、これに限定されず、第１励起光を反射して被励起光の主光軸と重なり合う第２励起光を形成する如何なる反射面も、本発明の保護範囲に含まれる。
【０１２９】
波長変換装置５０６から出射する第２励起光が、既に波長変換装置５０６から出射する被励起光の主光軸に重なり合うため、図５Ａに示す実施例は、図３に示す実施例よりも、励起光案内部材２０９ａが対応的に省略される。
【０１３０】
本実施例で記述されていない各光学素子の機能及び特性並びに光ビームの伝送および光学処理は、第６部分実施例を参照すればよいため、ここで繰り返し説明しない。
【０１３１】
［第１３部分実施例］
図６に示すように、１つの実施例では、発光装置は、第１光源２０１、光均一化装置２０２、第２光源２０３、励起光案内部材６０４、集光レンズ６０５ａ、集光レンズ６０５ｂ、波長変換装置６０６、第１リレーレンズ６０７、被励起光案内部材６０８ａ、被励起光案内部材６０８ｂ、励起光案内部材６０９、第２リレーレンズ３１０、光フィルタホイール２１１及び光均一化素子２１２を備える。
【０１３２】
本実施例は、第６部分実施例に対する主なる区別が、第６部分実施例における波長変換装置の波長変換セグメントが反射型波長変換セグメントであり、被励起光と第２励起光とが波長変換装置の同一側から出射する一方、本実施例において、波長変換装置６０６の波長変換セグメントが透過型波長変換セグメントであり、被励起光と第２励起光とが波長変換装置６０６の異なる側から出射することにある。
【０１３３】
本実施例では、第１光源２０１で発された第１励起光は、光均一化装置２０２によって光均一化された後で集光レンズ６０５ａに入射し、集光レンズ６０５ａで集光された後で波長変換装置６０６へ伝送される。波長変換装置６０６の反射セグメントは、第２励起光を反射して第２励起光を形成し、第２励起光は、更に集光レンズ６０５ａによって集光されて励起光案内部材６０４へ伝送され、励起光案内部材６０４は、第２励起光を第１リレーレンズ６０７へ反射し、第２励起光は、さらに第１リレーレンズ６０７によって集光されて励起光案内部材６０９へ伝送され、励起光案内部材６０９によって第２リレーレンズ３１０へ反射される。ただし、被励起光案内部材６０８ａは、第２励起光の伝送に影響せず、第２励起光を透過する特性を有する。
【０１３４】
波長変換装置６０６の波長変換セグメントは、第１励起光を受光し、励起されて被励起光を発生し、被励起光は、集光レンズ６０５ｂで集光された後で被励起光案内部材６０８ａに入射し、被励起光案内部材６０８ａによって被励起光案内部材６０８ｂへ反射され、更に被励起光案内部材６０８ｂによって第２リレーレンズ３１０へ反射される。第２リレーレンズ３１０は、第２励起光および被励起光を集光し、第２励起光及び被励起光を光フィルタホイール２１１へ伝送する。
【０１３５】
ここで、第２励起光の光均一化素子２１２に進入する主光軸と、被励起光の光均一化素子に進入する主光軸とは、重なり合う。
【０１３６】
本実施例で記述されていない各光学素子の機能及び特性並びに光ビームの伝送および光学処理は、第６部分実施例を参照すればよいため、ここで繰り返し説明しない。
【０１３７】
［第１４部分実施例］
１つの実施例では、第１から第１３部分実施例の発光装置における光フィルタホイールを散乱素子で置換してもよい。散乱素子は、第２励起光が光均一化素子２１２に進入するときにおける拡散角と、被励起光が光均一化素子２１２に進入するときにおける拡散角とが一致するように、第２励起光を散乱する。光均一化素子２１２が省略される幾つかの実施例では、散乱素子は、第２励起光が出射光通路に進入する時における拡散角と、被励起光が出射光通路に進入する時における拡散角とが一致するように、第２励起光を散乱する。
【０１３８】
１つの実施例では、散乱素子は、第２励起光と被励起光とが共同して通過する光通路、例えば、図２Ａ〜２Ｅ、図３、図４Ａ１、図４Ｂ〜４Ｅ、図５Ａ、図６における光フィルタホイールの所在する位置に設けられてもよい。本実施例では、散乱素子は、周期的に運動することにより、被励起光を散乱せずに、第２励起光を散乱する。
【０１３９】
１つの実施例では、第２励起光及び被励起光は、時分割的に光出射通路の前の位置に収束する。散乱素子が周期的に運動することにより、波長変換装置は、第２励起光を出射させるときに当該収束の位置まで運動する。波長変換装置は、被励起光を出射させるときに当該収束の位置から離れる。
【０１４０】
別の実施例では、散乱素子は、第２励起光が通るが、被励起光が通らない光通路、例えば、図６に示す集光レンズ６０５ａと被励起光案内部材６０８ｂとの間の第２励起光が通る光路に設けられてもよい。
【０１４１】
［第１５部分実施例］
上記各部分実施例では、第２励起光は、光学素子（例えば、図２Ａにおける励起光案内部材２０９ａ、図４Ａ１における領域分光シート４０４ａ及び励起光案内部材４０９ａ、図４Ｂにおける領域分光シート４０４ｂ及び励起光案内部材４０９ｂ等）によって反射されて主光軸の方向を変更することにより、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とを重なり合わせる。
【０１４２】
１つの実施例では、第２励起光は、励起光案内部材と光軸補正素子との協働で主光軸の方向を変更させることにより、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とを重なり合わせることが可能である。励起光案内部材は、第１励起光又は第２励起光を反射し、第１励起光又は第２励起光の主光軸方向は、それとともに変化し、励起光案内部材は、被励起光の伝送に影響せず、光軸補正素子は、第２励起光を透過して第２励起光の主光軸方向を変更する。
【０１４３】
本実施例における発光装置の光路設計は、図２Ａ〜２Ｅ、図３、図４Ａ１、図４Ｂ〜４Ｅ、図５Ａ、図６の何れか一項に示す構造に基づいて改良可能である。１つの実施例では、図２Ａ〜２Ｅ、図３、図４Ａ１、図４Ｂ〜４Ｅ、図５Ａ、図６の何れかに示す発光装置に光軸補正素子が追加されてもよい。
【０１４４】
１つの実施例では、光軸補正素子は、第２励起光と被励起光とが共同して通る光通路、例えば、図２Ａ〜２Ｅ、図３、図４Ａ１、図４Ｂ〜４Ｅ、図５Ａ、図６における光フィルタホイールの所在する位置の近傍位置に設けられてもよい。本実施例では、光軸補正素子は、周期的に運動することにより、被励起光の主光軸方向を変更せず、第２励起光の主光軸方向を変更する。１つの実施例では、第２励起光及び被励起光は、時分割的に光出射通路の前の位置に収束し、光軸補正素子が周期的に運動することにより、波長変換装置が第２励起光を出射させるときに当該収束の位置まで運動し、且つ波長変換装置が被励起光を出射させるときに当該収束の位置から離れる。
【０１４５】
別の実施例では、光軸補正素子は、第２励起光が通るが、被励起光が通らない光通路、例えば、図６に示す集光レンズ６０５ａと被励起光案内部材６０８ｂの間の第２励起光が通る光路に設けられてもよい。ただし、波長変換装置６０６の波長変換セグメントは、透過型波長変換セグメントであり、被励起光と第２励起光は、波長変換装置６０６の異なる側から出射し、前記光軸補正素子は、第２励起の光路に位置し、且つ被励起光の光路に位置しない。
【０１４６】
１つの実施例では、光軸補正素子は、上記実施例における光フィルタホイールの散乱セグメントまたは上記実施例における散乱素子に密接して設けられてもよい。１つの実施例では、光軸補正素子は、上記実施例における光フィルタホイールの散乱セグメントまたは上記実施例における散乱素子と重ねて固定されてもよい。１つの実施例では、第２励起光は、先に光軸補正素子の処理を経て、その後散乱セグメント又は散乱素子の処理を経る。
【０１４７】
図７は、１つの実施例における光軸補正素子７０１の構造模式図を示す。光軸補正素子７０１は、第１面７０２及び第２面７０３を含む。第１面７０２には、微細構造７０２１が設けられ、微細構造７０２１は、入射した第２励起光の進行方向を変更し、第２励起光を第２面７０３から出射させる。
【０１４８】
１つの実施例では、光軸補正素子の第２面７０２は、散乱素子又は光フィルタホイールの散乱セグメントと重ねて固定されてもよい。
【０１４９】
［第１６部分実施例］
図３、図４Ａ１、図４Ｂ、図４Ｅ、図５Ａ及び図６に示す発光装置では、波長変換装置及び光フィルタホイールが互いに独立し、それぞれ２つの駆動装置によって駆動されて周期的に運動する。
【０１５０】
１つの実施例では、波長変換装置及び光フィルタホイールは、同軸に配置され、駆動装置の駆動の下で同一の回転軸周りに回転する。波長変換装置の反射セグメント及び波長変換セグメントが第１円環を取り囲み、光フィルタホイールの散乱セグメント及び透過セグメントが第２円環を取り囲み、第１円環の円心及び第２円環の円心が何れも前記回転軸に位置し、前記反射セグメント及び前記散乱セグメントは、円心角の大きさが同じであり且つ対向する２つの扇形エリアに設けられ、前記波長変換セグメント及び前記透過セグメントは、円心角の大きさが同じであり且つ対向する２つの扇形エリアに設けられ、前記第１励起光の前記波長変換装置に投写された光スポットと、前記第２励起光及び被励起光の前記光フィルタホイールに投写された光スポットとは、前記回転軸を通過する同一の平面によって貫通可能である。
【０１５１】
１つの実施では、波長変換装置の光入射面と光フィルタホイールの光入射面とは、同一の平面に位置する。別の実施例では、波長変換装置の光入射面と光フィルタホイールの光入射面とは、別の平面に位置する。
【０１５２】
図８は、１つの実施例における波長変換装置２０６と光フィルタホイール２１１との同軸設置の構造模式図である。図８に示すように、波長変換装置２０６が反射セグメント２０６１、赤色光波長変換セグメント２０６２及び緑色光波長変換セグメント２０６３を含み、光フィルタホイールが散乱セグメント２１１１、赤色光透過セグメント２１１２及び緑色光透過セグメント２１１３を含むことを例とする。ただし、反射セグメント２０６１の所在する扇形の円心角α１と散乱セグメント２１１１の所在する扇形の円心角β１とが対向し、且つ同じ大きさを有する。赤色光波長変換セグメント２０６２の所在する扇形の円心角α２と赤色光透過セグメント２１１２の所在する扇形の円心角β２とが対向し、且つ同じ大きさを有する。同様に、緑色光波長変換セグメント２０６３の所在する扇形の円心角α３（図示せず）と緑色光透過セグメント２１１３の所在する扇形の円心角β３（図示せず）とが対向し、且つ同じ大きさを有する。
【０１５３】
［第１７部分実施例］
上記各部分実施例は、何れも光均一化素子を備え、当業者であれば理解できるように、上記各部分実施例を基に光均一化素子を省略した発光装置も本発明の保護範囲に含まれる。当該発光装置から出射する第２励起光及び被励起光は、所定エテンデューに応じて出射光通路に進入する。
【０１５４】
上記一部の実施例は、光フィルタホイールを備え、当業者であれば理解できるように、当該部分実施例を基に光フィルタホイールを省略したものも本発明の保護範囲に含まれる。
【０１５５】
上記一部の実施例は、散乱素子を備え、当業者であれば理解できるように、当該部分実施例を基に光フィルタホイールを省略したものも本発明の保護範囲に含まれる。
【０１５６】
上記各部分実施例におけるリレーレンズ（第１リレーレンズおよび第２リレーレンズ）は、１つ又は１つ以上の光学素子（例えば、凸レンズ及び凹レンズ等）によって構成されてもよい。
【０１５７】
上記各部分実施例は、リレーレンズの具体的な数を与えているが、本発明ではこれに限定されない。当業者は、需要に応じてリレーレンズの数を増加又は減少可能であり、得られる解決手段も本発明の保護範囲に含まれる。
【０１５８】
図３に示す実施例では、反射素子３０８は、第２励起光及び被励起光を反射する。当該反射素子３０８は、励起光案内部材と被励起光案内部材とが重ねて配置されたものに相当し、当該励起光案内部材は、第２励起光を反射する特性を有し、当該被励起光案内部材は、被励起光を反射して且つ第２励起光を透過する特性を有し、第２励起光は、当該被励起光案内部材を透過した後で当該励起光案内部材に入射する。
【０１５９】
同様に、反射素子３０８も、励起光案内部材と被励起光案内部材とが重ねて配置されたものに相当してもよく、当該励起光案内部材は、第２励起光を反射して且つ被励起光を透過する特性を有し、当該被励起光案内部材は、被励起光を反射する特性を有し、被励起光は、当該励起光案内部材を透過し後で当該被励起光案内部材に入射する。
【０１６０】
当該被励起光案内部材の反射面の面積の大きさは、反射素子３０８の反射面の面積の大きさに相当してもよい。当該励起光案内部材の反射面の面積は、反射素子３０８の反射面の面積の大きさに等しくてもよく、全体の第２励起光を受光して反射可能であるように、受光した第２励起光の入射光スポットの大きさに適応してもよい。１つの実施例では、第１励起光及び第２励起光のエテンデューが被励起光のエテンデューより小さく、当該励起光案内部材の反射面の面積が当該被励起光案内部材の反射面の面積より小さい。
【０１６１】
図４Ａ１に示す実施例では、領域分光シート４０４ａは、第１領域４０４ａ１、補償光透過領域４０４ａ２、第３領域４０４ａ３及び第４領域４０４ａ４を含む。当該領域分光シート４０４ａは、励起光案内部材と被励起光案内部材とが重ねて配置されたものに相当する。
【０１６２】
当該励起光案内部材と当該被励起光案内部材は、第２励起光が当該励起光案内部材に到達する時点の早い順に重ねる。当該励起光案内部材は、第２励起光を反射して且つ被励起光を透過する特性を有する。当該被励起光案内部材は、被励起光を反射して且つ励起光（第１励起光及び第２励起光を含む）を透過する特性を有する。第１励起光は、当該被励起光案内部材の重ね領域以外の領域を透過し、第２励起光は、当該励起光案内部材によって反射され、被励起光は、当該被励起光案内部材によって反射される。ただし、被励起光が当該励起光案内部材に入射した部分は、当該励起光案内部材を透過する。
または、当該励起光案内部材と当該被励起光案内部材は、第２励起光が当該被励起光案内部材に到達する時点の早い順に重ねる。当該励起光案内部材は、第２励起光を反射する特性を有し、当該被励起光案内部材は、被励起光を反射して且つ励起光（第１励起光及び第２励起光）を透過する特性を有する。第１励起光は、当該被励起光案内部材の重ね領域以外の領域を透過し、第２励起光は、当該被励起光案内部材を透過した後、当該励起光案内部材によって反射され、被励起光は、当該被励起光案内部材によって反射される。
【０１６３】
ただし、当該被励起光案内部材の面積の大きさは、領域分光シート４０４ａの面積の大きさに相当してもよい。当該励起光案内部材の面積は、第１領域４０４ａ１の面積の大きさに等しくてもよく、全体の第２励起光を受光して反射可能であるように、受光した第２励起光の入射光スポットの大きさに適応してもよい。または、当該励起光案内部材の面積は、第２励起光の入射光スポットより大きく、且つ当該励起光案内部材が第１励起光の伝送に影響しないようにしてもよい。これは、当該励起光案内部材が限定された延伸面積を有さないと、第１励起光の伝送が阻止されるからである。１つの実施例では、第１励起光及び第２励起光のエテンデューが被励起光のエテンデューより小さく、当該励起光案内部材の反射面の面積が当該被励起光案内部材の反射面の面積より小さい。
【０１６４】
また、補償光透過領域４０４ａ２の光学特性に応じて、当該被励起光案内部材の対応する位置に補償光透過領域４０４ａ２と同じ光学特性の領域が設けられれば良い。第２光源２０３を省略した実施例では、当該被励起光案内部材にこのような領域を設ける必要がなくなる。
【０１６５】
同様な理由にて、図４Ｂにおける領域分光シート４０４ｂおよび図５Ａにおける領域分光シート５０４は、何れも、励起光案内部材と被励起光案内部材とが重ねて配置されたものに相当してもよい。当該励起光案内部材は、励起光（第１励起光及び第２励起光を含む）を反射する特性を有し、当該被励起光案内部材は、被励起光を反射する特性を有する。当該励起光案内部材及び当該被励起光案内部材は、互いに自身による励起光（第１励起光及び第２励起光を含む）及び被励起光への案内に影響しない。当該励起光案内部材が、被励起光の当該被励起光案内部材に入射した光路に位置するとき、当該励起光案内部材は、被励起光を透過し、当該被励起光案内部材が励起光（第１励起光及び第２励起光を含む）の当該励起光案内部材に入射した光路に位置するとき、当該被励起光案内部材は、励起光（第１励起光及び第２励起光を含む）を透過する。
【０１６６】
そのため、以下の各実施例における発光装置も、本発明の保護範囲に含まれる。
１つの実施例では、発光装置は、第１光源、光案内システム及び波長変換装置を備え、
前記第１光源は、第１励起光を発し、前記第１励起光は、入射光通路に沿って前記光案内システムに入射し、
前記光案内システムは、前記第１励起光を前記波長変換装置へ案内し、
前記波長変換装置は、反射セグメント及び波長変換セグメントを備え、前記波長変換装置が周期的に運動することにより、前記反射セグメント及び波長変換セグメントは、時分割的に前記第１励起光の光路に位置し、前記反射セグメントは、前記第１励起光を反射して第２励起光を形成し、前記波長変換セグメントは、前記第１励起光によって励起されて被励起光を発生する。
【０１６７】
前記光案内システムは、更に、前記第２励起光及び被励起光を集光し、且つ前記第２励起光及び被励起光を案内して同一の出射光通路に沿って出射させ、
前記第１励起光と前記第２励起光との光路は、重複せず、前記波長変換装置から出射する第２励起光の主光軸と、前記波長変換装置から出射する被励起光の主光軸とが重なり合わず、
前記光案内システムは、リレーレンズ、励起光案内ユニット及び被励起光案内ユニットを備え、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を備え、前記被励起光案内ユニットは、少なくとも１つの被励起光案内部材を備え、
前記リレーレンズユニットは、前記第２励起光及び前記被励起光が所定エテンデューに応じて前記出射光通路に進入するように、前記第２励起光および前記被励起光を集光し、
前記励起光案内部材は、前記第１励起光又は第２励起光を反射して前記第１励起光又は第２励起光の光路を変更し、前記被励起光案内ユニットは、前記被励起光を反射して前記被励起光の光路を変更することによって、前記出射光通路に進入する前に前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが重なり合うようになり、
前記励起光案内部材は、前記被励起光の光路を変更せず、前記被励起光案内部材は、前記第１励起光と第２励起光との光路を変更しない。
【０１６８】
１つの励起光案内部材は、第１励起光及び第２励起光のうちの一種のみを反射する。１つの実施例では、励起光案内ユニットは、第２励起光を反射するための励起光案内部材を備える。別の実施例では、励起光案内ユニットは、第２励起光を反射するための励起光案内部材と、第１励起光を反射するための励起光案内部材とを備える。
【０１６９】
本発明では、第１励起光と第２励起光との光路が重複しないことは、第１励起光及び第２励起光が以下の何れか一項の特徴も有さないと理解され得る。
１．第１励起光の少なくとも一部の光路内の主光軸と第２励起光の少なくとも一部の光路内の主光軸とは、重なり合い、且つ方向が逆である。本発明では、光ビームが進行方向を一定にしたままで通る経路は、一部の光路として見なされてもよい。
２．第１励起光の少なくとも一部の光路Ａ内の主光軸と第２励起光の少なくとも一部の光路内の主光軸とは、平行で且つ方向が逆であり、且つ当該一部の光路Ａ内の第１励起光の少なくとも一部と、当該一部の光路Ｂ内の第２励起光の少なくとも一部とが重なる。図９に示すように、実線で第１励起光が示され、点線で第２励起光が示され、第１励起光の主光軸Ｌ１と第２励起光の主光軸Ｌ２とが平行で且つ方向が逆であり、且つ第１励起光と第２励起光とが一部の重なりＭを有する。被励起光の光路に位置しない励起光案内部材は、本発明においてそれの被励起光に対する透過特性が制限されず、被励起光を透過する特性を有してもよく、被励起光を反射する特性を有してもよい。
【０１７０】
第１励起光及び第２励起光のうちの何れか一種の光路にも位置しない被励起光案内部材は、本発明において当該被励起光案内部材の第１励起光及び第２励起光に対する透過特性が制限されず、第１励起光及び第２励起光を透過する特性を有してもよく、第１励起光及び第２励起光を反射する特性を有してもよい。
【０１７１】
第１励起光及び第２励起光のうちの少なくとも一種の光路に位置する被励起光案内部材は、第１励起光又は第２励起光が受光される領域（当該領域が受光した第１励起光又は第２励起光を透過する）以外、本発明では当該被励起光案内部材の他の領域の第１励起光及び第２励起光に対する透過特性が制限されず、当該他の領域は、第１励起光及び第２励起光を透過する特性を有してもよく、第１励起光及び第２励起光を反射する特性を有してもよい。
【０１７２】
１つの実施例では、前記励起光案内部材の反射面の面積は、以下の条件を満たす。つまり、当該面積は、前記励起光案内部材の反射面が指定位置で全体の第１励起光又は第２励起光を受光して反射可能である、且つ、前記励起光案内部材の反射面が前記第１励起光及び第２励起光の他の光路セグメントでの伝送に影響しないほど、十分大きいものである。光ビームが進行方向を一定にしたままで通る経路は、当該光ビームの一部の光路として見なされてもよい。例えば、図２Ｃに示すように、第２励起光が集光レンズ２０５から励起光案内部材２０９ｃ２へ伝送されるために通る経路は、第２励起光の一部の光路であり、第２励起光が励起光案内部材２０９ｃ２から励起光案内部材２０９ｃ３へ伝送されるために通る経路は、第２励起光の一部の光路である。上記他の光路セグメントの伝送は、当該他の光路セグメントが前記励起光案内部材を始点または終点にせずに伝送を行う光路セグメントであると理解され得る。
【０１７３】
１つの実施例では、前記励起光案内ユニットは、以下の第１条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ備える。第１条件では、当該励起光案内部材は、第２励起光の光路に位置するとともに、受光した第２励起光の主光軸と１つの被励起光案内部材で反射された被励起光の主光軸との所在する直線の集光位置に位置し、且つ、当該励起光案内部材は、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが重なり合うように、受光した第２励起光を反射する。例えば、図２Ａに示すように、励起光案内部材２０９ａは、受光した第２励起光の主光軸と被励起光案内部材２０４ａで反射された被励起光の主光軸との所在する直線の集光位置に位置し、且つ、当該励起光案内部材２０９ａは、第２励起光の主光軸と当該被励起光の主光軸とが重なり合うように、受光した第２励起光を反射する。
【０１７４】
１つの実施例では、前記第１条件を満たす励起光案内部材の他に、前記励起光案内ユニットは、以下の条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ更に備える。当該条件では、当該励起光案内部材は、前記第２励起光の主光軸と、１つの被励起光案内部材で反射された被励起光の主光軸とが集光位置を有するように、受光した第２励起光を反射する。
【０１７５】
１つの実施例では、前記第１条件において記載された励起光案内部材及び被励起光案内部材の他に、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を更に備え、前記被励起光案内ユニットは、少なくとも１つの被励起光案内部材を更に備え、当該励起光案内部材と当該被励起光案内部材とは、重ねて配置されている。例えば、図３に示すように、励起光案内部材２０９ａ及び被励起光案内部材２０４ａは、第１条件を満たし、反射素子３０８は、励起光案内部材と被励起光案内部材とが重ねて配置されたものに相当する。
【０１７６】
１つの実施例では、重ねて設けられる励起光案内部材と被励起光案内部材とは、１枚の領域分光シート全体に代替され、当該領域分光シートは、少なくとも第１領域を含み、第２領域を含むことが好ましく、前記第１領域は、第１励起光、第２励起光および被励起光を反射する特性を有し、前記第２領域は、被励起光を反射する特性を有する。前記第１領域は、前記励起光案内部材と被励起光案内部材との重ね部分に対応し、前記第２領域は、前記被励起光案内部材の重ねられていない領域に対応し、前記被励起光案内部材の全部の領域が前記励起光案内部材に重ねる場合、当該領域分光シートは、第１領域のみを含んでもよい。
【０１７７】
例えば、図３に、反射素子３０８は、被励起光および第２励起光を反射する機能を担い、反射素子３０８は、被励起光及び第２励起光を反射する第１領域を含むものに相当する。例えば、図４Ａ１に、補償光および補償光透過領域４０４ａ２を考慮しない場合（補償光透過領域４０４ａ２は、第４領域４０４ａ４によって補償される）、領域分光シート４０４ａは、被励起光および第２励起光を反射する第１領域（第３領域４０４ａ３に対応）と、被励起光を反射する第２領域（第１領域４０４ａ１及び第４領域４０４ａ４に対応）とを含むものに相当する。
【０１７８】
１つの実施例では、前記第１領域の反射面の面積は、以下の条件を満たす。つまり、当該面積は、前記第１領域の反射面が指定位置で全体の第１励起光又は第２励起光を受光して反射可能である、且つ、前記第１領域の反射面が前記第１励起光及び第２励起光の他の光路セグメントでの伝送に影響しないほど、十分大きいものである。１つの実施例では、前記第１領域の反射面の面積の大きさは、受光した第１励起光又は第２励起光のそれに投写される光スポットの大きさに適応可能であり、即ち、受光した第１励起光又は第２励起光のそれに投影される光スポットにマッチングし、例えば、受光した第１励起光又は第２励起光のそれに投影される光スポットの面積に等しくすることにより、全体の第１励起光又は第２励起光を反射可能である。
【０１７９】
１つの実施例では、前記第１条件において記載された励起光案内部材及び被励起光案内部材の他に、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を更に備え、前記被励起光案内ユニットは、少なくとも１つの被励起光案内部材を更に備え、当該励起光案内部材及び当該被励起光案内部材は、以下の第２条件又は第３条件を満たす。第２条件では、当該励起光案内部材が１つの被励起光案内部材で反射された被励起光の光路に位置し、且つ当該励起光案内部材で受光した第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材で受光した被励起光の主光軸との距離が、当該励起光案内部材で反射された第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材で反射された被励起光の主光軸との距離より大きい。第３条件では、当該励起光案内部材が１つの被励起光案内部材で反射された被励起光の光路の逆方向延長経路に位置し、且つ、当該励起光案内部材で受光した第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材で受光した被励起光の主光軸との距離が、当該励起光案内部材で反射された第２励起光の主光軸と当該被励起光案内部材で反射された被励起光の主光軸との距離より大きい。例えば、図４Ｅに示すように、励起光案内部材４０９ｅ２及び被励起光案内部材４０８ｂは、第１条件を満たし、励起光案内部材４０９ｅ１及び被励起光案内部材２０４ｂは、第３条件を満たす。
【０１８０】
１つの実施例では、前記波長変換セグメントは、反射型波長変換セグメントであり、前記被励起光と前記第２励起光は、前記波長変換装置の同一側から出射し、前記励起光案内部材と被励起光案内部材とは、一対一で対応し、対応する励起光案内部材と被励起光案内部材は、互いに平行で、且つ反射面の向きが同じである。例えば、図２Ａに示すように、励起光案内部材２０９ａと被励起光案内部材２０４ａとは、互いに対応し、両者の反射面の向きが同じである。更に例えば、図４Ａ１に示すように、励起光案内部材４０９ａと被励起光案内部材４０８ａとは、互いに対応し、両者の反射面の向きが同じであり、且つ領域分光シート４０４ａは、励起光案内部材と被励起光案内部材とが重ねられたものであり、当該両者の反射面の向きも同じである。
【０１８１】
１つの実施例では、発光装置は、第１光源、光案内システム及び波長変換装置を備え、
前記第１光源は、第１励起光を発し、前記第１励起光は、入射光通路に沿って前記光案内システムに入射し、
前記光案内システムは、前記第１励起光を前記波長変換装置へ案内し、
前記波長変換装置は、反射セグメント及び波長変換セグメントを備え、前記波長変換装置が周期的に運動することにより、前記反射セグメント及び波長変換セグメントは、時分割的に前記第１励起光の光路に位置し、前記反射セグメントは、前記第１励起光を反射して第２励起光を形成し、前記波長変換セグメントは、前記第１励起光によって励起されて被励起光を発生する。
【０１８２】
前記光案内システムは、更に、前記第２励起光及び被励起光を集光し、且つ前記第２励起光及び被励起光を案内して同一の出射光通路から出射させ、
ただし、前記第１励起光と前記第２励起光との光路は、重複せず、前記波長変換装置から出射する第２励起光の主光軸と前記波長変換装置から出射する被励起光との主光軸は、重なり合わず、
前記光案内システムは、リレーレンズ、励起光案内ユニット、光軸補正素子及び被励起光案内ユニットを備え、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を備え、前記被励起光案内ユニットは、少なくとも１つの被励起光案内部材を備え、
前記リレーレンズユニットは、前記第２励起光及び前記被励起光が所定エテンデューに応じて前記出射光通路に進入するように、前記第２励起光および前記被励起光を集光し、
前記励起光案内部材は、前記第１励起光又は第２励起光を反射し、前記光軸補正素子は、前記第２励起光を透過して前記第２励起光の光軸を補正し、前記被励起光案内部材は、前記被励起光を反射することによって、前記出射光通路に進入する前に前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが重なり合うようになり、
前記励起光案内部材は、前記被励起光の光路を変更せず、前記光軸補正素子は、前記被励起光の光路に位置せず、前記被励起光案内部材は、前記第１励起光と第２励起光との光路を変更しない。
【０１８３】
以上の実施例を基に被励起光案内部材を省略した発光装置も本発明の保護範囲に含まれる。例えば、図２Ｃに示す発光装置は、被励起光案内部材を備えない。
【０１８４】
１つの実施例では、発光装置は、第１光源、光案内システム及び波長変換装置を備え、
前記第１光源は、第１励起光を発し、前記第１励起光は、入射光通路に沿って前記光案内システムに入射し、
前記光案内システムは、前記第１励起光を前記波長変換装置へ案内し、
前記波長変換装置は、反射セグメント及び波長変換セグメントを備え、前記波長変換装置が周期的に運動することにより、前記反射セグメント及び波長変換セグメントは、時分割的に前記第１励起光の光路に位置し、前記反射セグメントは、前記第１励起光を反射して第２励起光を形成し、前記波長変換セグメントは、前記第１励起光によって励起されて被励起光を発生し、
前記光案内システムは、更に、前記第２励起光及び被励起光を集光し、且つ前記第２励起光及び被励起光を案内して同一の出射光通路から出射させ、
前記第１励起光と前記第２励起光との光路は、重複せず、前記波長変換装置から出射する第２励起光の主光軸と、前記波長変換装置から出射する被励起光の主光軸とは、重なり合わず、
前記光案内システムは、リレーレンズと励起光案内ユニットを備え、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を備え、
前記リレーレンズユニットは、前記第２励起光及び前記被励起光が所定エテンデューに応じて前記出射光通路に進入するように、前記第２励起光および前記被励起光を集光し、
前記励起光案内部材は、前記出射光通路に進入する前に前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが重なり合うように、前記第１励起光又は第２励起光を反射して前記第１励起光又は第２励起光の光路を変更し、
前記励起光案内部材は、前記被励起光の光路を変更しない。
【０１８５】
１つの実施例では、前記励起光案内ユニットは、以下の条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ備える。当該条件では、当該励起光案内部材は、第２励起光の光路に位置するとともに、受光した第２励起光の主光軸と前記被励起光の一部の光路内の主光軸とが所在する直線の集光位置に位置し、且つ、当該励起光案内部材は、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の当該一部の光路内の主光軸とが平行であって閾値より小さい距離を有するように、受光した第２励起光を反射する。
【０１８６】
１つの実施例では、前記励起光案内ユニットは、以下の条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ更に備える。当該条件では、当該励起光案内部材は、前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが集光位置を有するように、受光した第２励起光を反射する。
【０１８７】
１つの実施例では、前記励起光案内ユニットは、以下の条件を満たす励起光案内部材を少なくとも１つ更に備える。
当該条件では、当該励起光案内部材は、第２励起光の主光軸の方向を変更して、変更前に対して第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸との最短距離を小さくする。
【０１８８】
１つの実施例では、発光装置は、第１光源、光案内システム及び波長変換装置を備え、
前記第１光源は、第１励起光を発し、前記第１励起光は、入射光通路に沿って前記光案内システムに入射し、
前記光案内システムは、前記第１励起光を前記波長変換装置へ案内し、
前記波長変換装置は、反射セグメント及び波長変換セグメントを備え、前記波長変換装置が周期的に運動することにより、前記反射セグメント及び波長変換セグメントは、時分割的に前記第１励起光の光路に位置し、前記反射セグメントは、前記第１励起光を反射して第２励起光を形成し、前記波長変換セグメントは、前記第１励起光によって励起されて被励起光を発生する。
【０１８９】
前記光案内システムは、更に、前記第２励起光及び被励起光を集光し、且つ前記第２励起光及び被励起光を案内して同一の出射光通路に沿って出射させ、
前記第１励起光と前記第２励起光との光路は、重複せず、前記波長変換装置から出射する第２励起光の主光軸と、前記波長変換装置から出射する被励起光の主光軸とは、重なり合わず、
前記光案内システムは、リレーレンズ、励起光案内ユニット及び光軸補正素子を備え、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を備え、
前記リレーレンズユニットは、前記第２励起光及び前記被励起光が所定エテンデューに応じて前記出射光通路に進入するように、前記第２励起光および前記被励起光を集光し、
前記励起光案内部材は、前記第１励起光又は第２励起光を反射し、前記光軸補正素子は、前記出射光通路に進入する前に前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とが重なり合うように、前記第２励起光を透過して前記第２励起光の光軸を補正し、
前記励起光案内部材は、前記被励起光の光路を変更せず、前記光軸補正素子は、前記被励起光の光路に位置しない。
【０１９０】
本発明は、上記各実施例で挙げられる光案内システムの構成に限定されず、以下の実施例における発光装置は、何れも本発明の保護範囲に含まれる。
発光装置は、第１光源、光案内システム及び波長変換装置を備え、
前記第１光源は、第１励起光を発し、前記第１励起光は、入射光通路に沿って前記光案内システムに入射し、
前記光案内システムは、前記第１励起光を前記波長変換装置へ案内し、
前記波長変換装置は、反射セグメント及び波長変換セグメントを備え、前記波長変換装置が周期的に運動することにより、前記反射セグメント及び波長変換セグメントは、時分割的に前記第１励起光の光路に位置し、前記反射セグメントは、前記第１励起光を反射して第２励起光を形成し、前記波長変換セグメントは、前記第１励起光によって励起されて被励起光を発生し、
前記波長変換装置から出射する第２励起光の主光軸と前記波長変換装置から出射する被励起光の主光軸は、重なり合わず、
前記光案内システムは、更に前記第２励起光及び被励起光を集光し、且つ前記第２励起光及び被励起光を案内して同一の出射光通路から出射させ、および前記第２励起光の主光軸と前記被励起光の主光軸とを重なり合わせ、
前記第１励起光と前記第２励起光との光路は、重複しない。
【０１９１】
本発明は、第２励起光の主光軸と被励起光の主光軸とを重なり合わせる光案内システムに限定されない。一方で、出射光通路に進入する第２励起光と被励起光との主光軸が重なり合わなくてもよい。他方で、波長変換装置の反射セグメントから出射する第２励起光の主光軸は、波長変換装置の波長変換セグメントから出射した被励起光の主光軸に重なり合ってもよい。この場合、光案内システムで両者を重なり合わせる必要がなくなる。よって、以下の実施例も本発明の保護範囲に含まれる。
発光装置は、第１光源、光案内システム及び波長変換装置を備え、
前記第１光源は、第１励起光を発し、前記第１励起光は、入射光通路に沿って前記光案内システムに入射し、
前記光案内システムは、前記第１励起光を前記波長変換装置へ案内し、
前記波長変換装置は、反射セグメント及び波長変換セグメントを備え、前記波長変換装置が周期的に運動することにより、前記反射セグメント及び波長変換セグメントは、時分割的に前記第１励起光の光路に位置し、前記反射セグメントは、前記第１励起光を反射して第２励起光を形成し、前記波長変換セグメントは、前記第１励起光によって励起されて被励起光を発生し、
前記光案内システムは、更に前記第２励起光及び被励起光を集光し、且つ前記第２励起光及び被励起光を案内して同一の出射光通路に沿って出射させ、
前記第１励起光と前記第２励起光との光路は、重複しない。
【０１９２】
本発明は、第２励起光及び被励起光が同一の出射光通路に沿って出射する光案内システムに限定されない。他の実施例では、光案内システムは、第２励起光及び被励起光が異なる出射光通路に沿って出射して、異なる空間光変調器へ供給されて画像変調を行うことも可能である。よって、以下の実施例も本発明の保護範囲に含まれる。
発光装置は、第１光源、光案内システム及び波長変換装置を備え、前記第１光源は、第１励起光を発し、前記第１励起光は、入射光通路に沿って前記光案内システムに入射し、前記光案内システムは、前記第１励起光を前記波長変換装置へ案内し、前記波長変換装置は、反射セグメントを備え、前記反射セグメントは、前記第１励起光を反射して第２励起光を形成し、前記光案内システムは、更に前記第２励起光を集光し、且つ前記第２励起光を案内して出射光通路に沿って出射させ、前記第１励起光と前記第２励起光との光路は、重複しない。当該実施例を基に、１つの実施例では、波長変換装置は、波長変換セグメントを更に備え、前記波長変換装置が周期的に運動することにより、前記反射セグメント及び波長変換セグメントは、時分割的に前記第１励起光の光路に位置し、前記波長変換セグメントは、前記第１励起光によって励起されて被励起光を発生する。
【０１９３】
上記部分実施例では、第１光源は、第１励起光を発し、第２光源は、補償光を発する。１つの実施例では、上記各部分実施例に基づいて以下の変更は可能である。つまり、第１光源が原色光（原色光が画像変調に適用可能）を発してもよく、第２光源２０３が励起光を発してもよく、波長変換装置が周期的に運動し、第１光源及び第２光源が前記波長変換装置の周期的な運動に合わせてオン及びオフを実行することにより、第１光源が原色光を発したときに波長変換装置の反射セグメントが原色光の光路に位置して原色光を反射し、且つ第２光源が励起光を発したときに波長変換装置の波長変換セグメントが励起光の光路に位置して、被励起光を発生する。１つの実施例では、原色光は、被励起光の補償光であってもよく、被励起光の補償光と被励起光は、白色光として合成可能である。
【０１９４】
１つの実施例では、励起光は、紫外光であってもよい。波長変換装置の波長変換セグメントで発生された被励起光は、赤、緑、青色光のうちの１種又は２種、および２種の混合光であってもよい。例えば、被励起光が赤、緑色光であり、原色光が青色光である。または、被励起光が黄色光であり、原色光が青色光である。または、被励起光が青色光、原色光が黄色光などである。別の実施例では、励起光は、青色光（例えば、青色レーザ光または青色ＬＥＤ光）であってもよい。波長変換装置の波長変換セグメントで発生された被励起光は、赤、緑、黄色光のうちの１種又は２種であってもよい。例えば、被励起光が赤、緑色光であり、原色光が青色光である。または、被励起光が緑、黄色光であり、原色光が青色光などである。
【０１９５】
本実施例では、原色光が波長変換装置に入射する前に、光案内システムによる原色光への案内と、光案内システムによる第１励起光への案内は、同じであり、上記各部分実施例の第１励起光に関する記述を参照すればよい。原色光が波長変換装置から出射した後、光案内システムによる原色光への案内と、光案内システムによる第２励起光への案内は、同じであり、上記各部分実施例の第２励起光に関する記述を参照すればよい。本実施例における被励起光の伝送光路および光学処理は、上記各部分実施例と同じであってもよい。ここで繰り返し説明しない。
【０１９６】
当業者であれば理解できるように、以下の実施例も本発明の保護範囲に含まれる。
【０１９７】
発光装置は、第１光源と、光案内システムと、波長変換装置とを備え、
前記第１光源は、第１励起光を発し、前記第１励起光が入射光通路に沿って前記光案内システムに入射し、
前記光案内システムは、前記第１励起光を前記波長変換装置へ案内し、
前記波長変換装置は、反射セグメントを備え、前記反射セグメントが前記第１励起光を反射して第２励起光を形成し、
前記光案内システムは、更に、前記第２励起光を集光し、且つ前記第２励起光を案内して出射光通路に沿って出射させ、
前記第１励起光と前記第２励起光との光路は、重複しない。
【０１９８】
ただし、前記光案内システムは、励起光案内ユニットを備え、前記励起光案内ユニットは、少なくとも１つの励起光案内部材を備え、
前記励起光案内部材は、前記第１励起光と前記第２励起光の光路とが重複しないように、前記第１励起光又は第２励起光を反射して前記第１励起光又は第２励起光の光路を変更する。
【０１９９】
１つの実施例では、前記光案内システムは、前記第２励起光が所定エテンデューに応じて前記出射光通路に進入するように前記第２励起光を集光するためのリレーレンズユニットを更に備える。
【０２００】
１つの実施例では、前記リレーレンズユニットは、更に、前記第２励起光が所定の光スポットの大きさに応じて前記波長変換装置に投写されるように、前記第１励起光を集光する。
【０２０１】
１つの実施例では、前記光案内システムは、前記第２励起光を透過して前記第２励起光の主光軸方向を変更するための少なくとも１つの光軸補正素子を更に備える。
【０２０２】
前記励起光案内部材と前記光軸補正素子との協働によって、前記第２励起光と前記第１励起光との光路は、重複しない。
【０２０３】
本発明は、投影システムを更に提供し、当該投影システムは、上記何れか１つの実施例に示す発光装置を備える。
【０２０４】
開示される実施例の上記説明により、当業者は、本発明を実施や使用可能である。これらの実施例に対する複数種の変更は、当業者にとって明らかなものであり、本明細書で定義される一般的な原理は、本発明の精神又は範囲を逸脱しない場合に他の実施例で実現可能である。したがって、本発明は、本明細書に示すこれらの実施例に限定されず、本明細書で開示される原理及び新規特点に一致する最も広い範囲に合致する。
【図１Ａ】
2019526154.tif 000003
【図１Ｂ】
2019526154.tif 000004
【図２Ａ】
2019526154.tif 000005
【図２Ｂ】
2019526154.tif 000006
【図２Ｃ】
2019526154.tif 000007
【図２Ｄ】
2019526154.tif 000008
【図２Ｅ】
2019526154.tif 000009
【図２Ｆ】
2019526154.tif 000010
【図２Ｇ】
2019526154.tif 000011
【図３】
2019526154.tif 000012
【図４Ａ１】
2019526154.tif 000013
【図４Ａ２】
2019526154.tif 000014
【図４Ｂ】
2019526154.tif 000015
【図４Ｃ】
2019526154.tif 000016
【図４Ｄ】
2019526154.tif 000017
【図４Ｅ】
2019526154.tif 000018
【図５Ａ】
2019526154.tif 000019
【図５Ｂ】
2019526154.tif 000020
【図５Ｃ】
2019526154.tif 000021
【図５Ｄ】
2019526154.tif 000022
【図５Ｅ】
2019526154.tif 000023
【図６】
2019526154.tif 000024
【図７】
2019526154.tif 000025
【図８】
2019526154.tif 000026
【図９】
2019526154.tif 000027
【国際調査報告】
2019526154.tif 000028
2019526154.tif 000029
2019526154.tif 000030
2019526154.tif 000031